Ф.Ю.Зигель. Путешествия по недрам планет2

Солнечные ритмы и геология

Солнечное излучение - электромагнитное и корпускулярное - вот тот могучий фактор, который играет огромную роль в жизни Земли как планеты. Солнечный свет и солнечное тепло создали условия для формирования биосферы и продолжают поддерживать ее существование. С удивительной чуткостью все земное - и живое, и неживое - реагирует на изменения солнечного излучения, на его своеобразные и сложные ритмы. Так было, так есть и так будет до тех пор, пока человек не сумеет внести свои коррективы в солнечно-земные связи.

Сравним Солнце со... струной. Это позволит уяснить физическую суть ритмов Солнца и отражение их в истории Земли. Вы оттянули середину струны и отпустили ее. Колебания струны, усиленные резонатором (декой инструмента), породили звук. Состав этого звука сложный: ведь колеблется, как известно, не только вся струна в целом, но одновременно и ее части. Струна в целом порождает основной тон. Половинки струны, колеблясь быстрее, издают более высокий, но менее сильный звук - так называемый первый обертон. Половинки половинок, т. е. четверти струны, в свою очередь рождают еще более высокий и еще более слабый звук - второй обертон и так далее. Полное звучание струны складывается из основного тона и обертонов, которые в разных музыкальных инструментах придают звуку различный тембр, оттенок.

Когда-то, миллиарды лет назад, в недрах Солнца начал действовать тот самый протон-протонный цикл ядерных реакций, который поддерживает лучеиспускание Солнца и в современную эпоху. Переход к этому циклу, вероятно, сопровождался какой-то внутренней перестройкой Солнца. От прежнего состояния равновесия оно скачкообразно перешло к новому. И при этом скачке Солнце «зазвучало», как струна. Слово «зазвучало» следует понимать, конечно, в том смысле, что в Солнце, в его исполинской массе, возникли какие-то ритмические колебательные процессы. Начались циклические переходы от активности к пассивности и обратно. Возможно, эти сохранившиеся до наших дней колебания и выражаются в циклах солнечной активности. Внешне, по крайней мере для невооруженного глаза, Солнце кажется всегда одним и тем же. Однако за этим внешним постоянством скрываются относительно медленные, но существенные изменения.

Прежде всего они выражаются в колебании числа солнечных пятен, этих локальных, более темных областей солнечной поверхности» где из-за ослабленной конвекции солнечные газы несколько охлаждены и поэтому вследствие контраста кажутся темными. Обычно астрономы подсчитывают для каждого момента наблюдений не общее число видимых на солнечном диске пятен, а так называемое число Вольфа W, равное числу пятен, сложенному с удесятеренным числом их групп (рис. 12).

Рис. 12. График изменения солнечной активности за последние четыре века

Характеризуя суммарную площадь солнечных пятен, число Вольфа циклически меняется, достигая максимума в среднем через каждые 11 лет. Чем больше число Вольфа, тем выше солнечная активность. В годы максимума солнечной активности солнечный диск обильно усеян пятнами. Все процессы на Солнце становятся бурными. В солнечной атмосфере чаще образуются протуберанцы - фонтаны раскаленного водорода с небольшой примесью других элементов. Чаще появляются солнечные вспышки, эти мощнейшие взрывы в поверхностных слоях Солнца, при которых «выстреливаются» в пространство плотные потоки солнечных корпускул - протонов и других ядер атомов, а также электронов. Корпускулярные потоки - солнечная плазма. Они несут с собой «вмороженное» в них слабое магнитное поле напряженностью 79,6•10^-4 А/м. Достигая на вторые сутки, а то и раньше, Земли, они будоражат земную атмосферу, возмущают магнитное поле Земли. Усиливаются и другие виды излучения Солнца, и на солнечную активность чутко отзывается Земля.

Если Солнце подобно струне, то циклов солнечной активности заведомо должно быть много. Какой-то из них, самый продолжительный и самый большой по амплитуде, задает «основной тон». Циклы меньшей продолжительности, т. е. «обертоны», должны обладать все меньшей и меньшей амплитудой. Разумеется, аналогия со струной неполная. Все колебания струны имеют строго определенные периоды, в случае Солнца можно говорить только о некоторых, лишь в среднем определенных циклах солнечной активности. И все-таки разные циклы солнечной активности должны быть в среднем пропорциональны друг другу. Как это ни удивительно, ожидаемое сходство Солнца и струны подтверждается фактами.

Одновременно с одиннадцатилетним четко выраженным циклом на Солнце действует и другой, удвоенный, двадцатидвухлетний цикл. Он проявляется в смене магнитных полярностей солнечных пятен. Каждое солнечное пятно - сильный «магнит» напряженностью в несколько десятков и даже тысяч ампер на метр. Обычно пятна возникают близкими парами, причем линия, соединяющая центры двух соседних пятен, параллельна солнечному экватору. Оба пятна имеют разную магнитную полярность. Если переднее, головное (по направлению вращения Солнца) пятно обладает северной магнитной полярностью, то у следующего за ним пятна полярность южная. Замечательно, что на протяжении каждого одиннадцатилетнего цикла все головные пятна разных полушарий Солнца имеют разную полярность. Раз в 11 лет, как по команде, совершается смена полярностей у всех пятен, а значит, первоначальное состояние повторяется через каждые 22 года. Мы не знаем, в чем причина этого явления, но реальность его несомненна.

Действует и утроенный, тридцатитрехлетний цикл. Пока неясно, в каких солнечных процессах он выражен, но его земные проявления давно известны. Например, особенно суровые зимы повторяются каждые 33-35 лет. Такой же цикл отмечен в чередовании сухих и влажных лет, колебаниях уровня озер и, наконец, в интенсивности полярных сияний - явлений, заведомо связанных с Солнцем.

На спилах деревьев заметно чередование толстых и тонких слоев - опять со средним интервалом в 33 года. Некоторые исследователи считают, что тридцатитрехлетние циклы отражаются и в слоистости осадочных отложений. Во многих осадочных породах наблюдается микрослоистость, обусловленная сезонными изменениями. Зимние слои тоньше и более светлы вследствие обедненности органическим материалом, весенне-летние - толще и темнее, так как они отлагались в период более энергичного проявления факторов выветривания пород и жизнедеятельности организмов. В морских и океанических биогенных отложениях такие явления тоже наблюдаются, так как в них накапливаются остатки микроорганизмов, которых в период вегетации всегда значительно больше, чем в зимний период (или в сухой период в тропиках). Таким образом, в принципе каждая пара микрослоев соответствует одному году, хотя бывает, что году могут соответствовать и две пары слоев. Отражение сезонных изменений в осадконакоплении прослеживается на протяжении почти 400 млн. лет - с верхнего девона до наших дней, впрочем, с довольно длительными перерывами, занимающими иногда десятки миллионов лет (например, в юрском периоде, окончившемся около 140 млн. лет назад).

Сезонная слоистость связана с движением Земли вокруг Солнца, наклоном земной оси вращения относительно плоскости ее орбиты (или солнечного экватора, что практически одно и то же), характером циркуляции атмосферы и многим другим. Но как мы уже упоминали, некоторые исследователи видят в сезонной слоистости и отражение тридцатитрехлетних циклов солнечной активности, хотя если и можно говорить об этом, то только для так называемых ленточных отложений (Примеч.- Например, ленточные глины - послеледниковые или ледникового времени глины с тонкой сезонной слоистостью благодаря чередованию глинистых и глинисто-песчаных (супесчаных) прослоек.) (в глинах и песках) эпохи последнего оледенения. Но если это так, то получается, что по меньшей мере миллионы лет действует удивительный и пока плохо нами изученный механизм солнечной активности. Следует все же еще раз заметить, что в геологических отложениях трудно вполне четко выделить какие-либо определенные циклы, связанные с солнечной активностью. Колебания климата в давние эпохи связаны прежде всего с изменениями на поверхности Земли, с увеличением или, наоборот, уменьшением общей площади морей и океанов - этих главных аккумуляторов солнечного тепла. Действительно, ледниковым эпохам всегда предшествовала высокая тектоническая активность земной коры. Но эта активность, в свою очередь (о чем будет сказано далее), может стимулироваться повышением солнечной активности. Об этом как будто говорят данные последних лет. Во всяком случае в этих вопросах еще много неясного и потому дальнейшие рассуждения в этой главе следует рассматривать лишь как одну из возможных гипотез.

Еще в прошлом веке было замечено, что максимумы солнечной активности не всегда одинаковы. В изменениях величин этих максимумов намечается «вековой» или, точнее, восьмидесятилетний цикл, примерно в 7 раз больший одиннадцатилетнего. Если «вековые» колебания солнечной активности сравнить с волнами, циклы меньшей продолжительности будут выглядеть как «рябь» на волнах. «Вековой» цикл достаточно ясно выражен в частоте солнечных протуберанцев, колебаниях их средних высот и других явлениях на Солнце. Но особенно примечательны его земные проявления.

«Вековой» цикл ныне выражается в очередном потеплении Арктики и Антарктики. Через некоторое время потепление сменится похолоданием и эти циклические колебания продолжатся неопределенно долго. «Вековые» колебания климата отмечены и в истории человечества - в летописях и других исторических хрониках. Порой климат становился необычно суровым, порой непривычно мягким. Например, в 829 г. покрылся льдом даже Нил, а с XII по XIV век несколько раз замерзало Балтийское море. Наоборот, в 1552 г. необычно теплая зима осложнила поход Ивана Грозного на Казань. Впрочем, в колебаниях климата замешан не только «вековой» цикл. Если на графике изменений солнечной активности соединить прямыми линиями точки максимумов и точки минимумов двух соседних «вековых» циклов, то окажется, что обе прямые почти параллельны, но наклонены к горизонтальной оси графика. Иначе говоря, намечается какой-то длительный, многовековой цикл, продолжительность которого удается установить лишь средствами геологии.

На берегах Цюрихского озера есть древние террасы - высокие обрывы, в толще пород которых хорошо различимы слои разных эпох. И в этой слоистости осадочных пород, по-видимому, зафиксирован 1800-летний ритм. Тот же ритм заметен в чередовании илистых отложений, движении ледников, колебаниях увлажненности и, наконец, в циклических изменениях климата. С 1800-летним циклом, вероятно, связаны периодические усыхания и увлажнения Сахары, сильное и длительное потепление Арктики, во время которого норманны заселили Гренландию (Зеленую землю) и открыли Америку. На волнах 1800-летнего цикла даже вековой цикл выглядит «рябью».

Если средняя температура Земли понизится всего на 4-5 °С, то наступит новая ледниковая эпоха. Ледовые панцири покроют почти всю Северную Америку, Европу и большую часть Азии. Наоборот, повышение среднегодовой температуры Земли всего на 2-3 °С заставит растаять ледяной покров Антарктиды, что повысит уровень Мирового океана на 70 м со всеми вытекающими отсюда катастрофическими последствиями (затоплением значительной части материков). Таким образом, небольшие колебания средней температуры Земли (всего в несколько градусов) могут бросить Землю в объятия ледников или, наоборот, большую часть суши покрыть океаном.

Хорошо известно, что в истории Земли много раз повторялись ледниковые эпохи и периоды, а между ними наступали эпохи потепления. Это были очень медленные, но грандиозные климатические изменения, на которые накладывались меньшие по амплитуде, но зато более частые и быстрые колебания климата, когда ледниковые периоды сменялись периодами теплыми и влажными. Интервалы между ледниковыми эпохами или периодами можно характеризовать лишь в среднем: ведь и здесь действуют циклы, а не точные периоды. Ледниковые эпохи повторялись в истории Земли примерно каждые 180-200 млн. лет (по другим оценкам 300 млн. лет). Ледниковые же периоды в пределах ледниковых эпох чередуются чаще, в среднем через несколько десятков тысяч лет. И все это зафиксировано в толще земной коры, в отложениях пород различного возраста.

Причины смены ледниковых эпох и периодов достоверно неизвестны. Предложено немало гипотез, объясняющих ледниковые циклы космическими причинами. В частности, некоторые ученые полагают, что, обращаясь вокруг центра Галактики с периодом в 180-200 млн. лет, Солнце вместе с планетами регулярно проходит через толщу рукавов Галактики, обогащенных пылевой материей, которая ослабляет солнечное излучение. Однако на галактическом пути Солнца не видно туманностей, которые могли бы играть роль темного фильтра. А главное, космические пылевые туманности столь разрежены, что, погрузившись в них, Солнце для земного наблюдателя осталось бы по-прежнему ослепительно ярким.

По гипотезе М. С. Эйгенсона, все циклические колебания климата, начиная от самых незначительных и кончая чередующимися ледниковыми эпохами, объясняются одной причиной - ритмичными колебаниями солнечной активности. А так как в этом процессе Солнце подобно струне, то и в колебаниях земного климата должны проявиться все циклы солнечной активности - от «основного» цикла в 200 или 300 млн. лет до самого короткого, одиннадцатилетнего. Сам же «механизм» воздействия Солнца на Землю в этом случае сводится к тому, что колебания солнечной активности тотчас же вызывают изменения геомагнитосферы и циркуляции земной атмосферы.

Если бы Земля не вращались, то циркуляция воздушных масс была бы предельно простой. В теплой тропической зоне Земли нагретый и потому менее плотный воздух поднимается вверх. Разность давлений у полюса и экватора заставляет эти воздушные массы устремиться к полюсу. Здесь, охладившись, они опускаются вниз, чтобы затем снова переместиться к экватору. Так в случае неподвижности Земли работала бы «тепловая машина» планеты. Осевое вращение Земли и обращение ее вокруг Солнца осложняет эту идеализированную картину. Под действием так называемых кориолисовых сил (заставляющих реки, текущие в меридиональном направлении, в северном полушарии размывать правый берег, и в южном - левый) воздушные массы циркулируют от экватора к полюсу и обратно по спиралям. В те же периоды, когда воздух у экватора нагревается особенно сильно, возникает волновая циркуляция воздушных масс. Спиралеобразное движение сочетается с волновым, и поэтому направление ветров постоянно меняется. К тому же неравномерный нагрев различных участков земной поверхности и рельеф усложняют и эту непростую картину. Если воздушные массы перемещаются параллельно земному экватору, то циркуляция воздуха называется зональной, если вдоль меридиана - меридиональной.

Для одиннадцатилетнего солнечного цикла доказано, что с повышением солнечной активности ослабляется зональная циркуляция и усиливается меридиональная. Земная «тепловая машина» работает энергичнее, усиливая теплообмен между полярными и экваториальными зонами. Если в стакан с холодной водой налить немного кипятка, то вода скорее нагреется в том случае, если ее размешать ложкой. По той же причине в периоды повышенной солнечной активности «взбудораженная» солнечным излучением атмосфера обеспечивает в среднем более теплый климат, чем в годы «пассивного» Солнца. Сказанное верно для любых солнечных циклов. Но чем длиннее цикл, тем сильнее реагирует на него земная атмосфера, тем значительнее меняется климат Земли. Поэтому физической первоосновой климатических различий является общая циркуляция атмосферы.

Роль солнечных ритмов в истории Земли весьма заметна. Общая циркуляция атмосферы предопределяет скорость ветров, напряженность водообмена между геосферами, а значит, и характер процессов выветривания. Солнце влияет, очевидно, и на скорость образования осадочных пород. Но тогда геологическим эпохам с повышенной общей циркуляцией атмосферы и гидросферы должны соответствовать мягкие, мало выраженные формы рельефа. Наоборот, в длительные эпохи пониженной активности Солнца земной рельеф должен приобретать контрастность. В холодные эпохи значительные ледовые нагрузки, по-видимому, стимулируют вертикальные движения в земной коре, т. е. активизируют тектоническую деятельность. Наконец, давно уже известно, что в периоды солнечной активности усиливается и вулканизм.

Даже в колебаниях земной оси (в теле планеты) сказывается одиннадцатилетний солнечный цикл. Это, вероятно, объясняется тем, что «активное» Солнце перераспределяет воздушные массы земной атмосферы. Меняется, следовательно, и положение этих масс относительно оси вращения Земли, что вызывает ее незначительные, но все же вполне реальные перемещения и изменяет скорость вращения Земли. Но если изменения солнечной активности сказываются на всей Земле в целом, то тем заметнее должно быть воздействие солнечных ритмов на поверхностную оболочку Земли. Всякие, особенно резкие, колебания в скорости вращения Земли должны вызывать натяжения в земной коре, перемещение ее частей, а это в свою очередь может привести к возникновению трещин, что стимулирует вулканическую деятельность. Так можно (конечно, в самых общих чертах) объяснить связь Солнца с вулканизмом и землетрясениями.

Вывод ясен: понять историю Земли, не учитывая при этом влияния Солнца, вряд ли возможно. Надо, однако, всегда иметь в виду, что воздействие Солнца лишь регулирует или возмущает процессы собственного развития Земли, подчиненного своим геологическим внутренним законам. Солнце вносит лишь некоторые «поправки» в эволюцию Земли, вовсе, конечно, не являясь при этом движущей силой этой эволюции.

Возникновение жизни

В этой книге нет легких тем, но та, к которой мы приступаем, одна из труднейших. До сих пор мы описывали сцену, теперь предстоит вывести на эту сцену действующих лиц.

Как возникла жизнь? В какой момент истории Земли на ее поверхности появилось нечто небывалое - качественно новая и высшая форма материи, обладающая потенциально безграничными способностями совершенствования?

По определению Ф. Энгельса, жизнь есть способ существования белковых тел. Несомненно, что возникновение жизни на Земле подготавливалось всей предшествующей историей нашей планеты (Примеч.- См. Фолсом К. Происхождение жизни,-М.: Мир, 1982.). Однако всякий раз (и мы в этом еще неоднократно убедимся), когда медленные количественные изменения в ходе развития материи приводят в конце концов к резкому качественному скачку, сам этот скачок ускользает от ученых. Это, конечно, не роковая и неизбежная неудача, а временная трудность, переживаемая наукой. Она вызвана сложностью «скачков», этих узловых пунктов в развитии материи, событий, пока не познанных, но, безусловно, познаваемых.

Когда-то Ф. М. Достоевский сказал, что природа неравнодушна к красоте. Добавим, что она неравнодушна и к жизни. В недрах звезд, в межзвездном пространстве, там, где заведомо нет ни одного живого существа, непрерывно идет великий синтез тяжелых элементов, простейших, а иногда и сложных органических соединений, этих «полуфабрикатов» жизни. Например, в недрах Солнца водород постепенно «перегорает» в гелий. Красные гигантские звезды, по массе превосходящие Солнце в несколько раз, взрываясь, как сверхновые звезды, сжимаются столь сильно и быстро, что в их атмосферах за счет цепных ядерных реакций и мощных нейтронных потоков синтезируются, по-видимому, тяжелые химические элементы. Во время взрыва они поступают в мировое пространство. Действительно, в межзвездном пространстве астрофизические приборы обнаружили десятки молекул, и среди них - СН, CN, ОН, формальдегид и другие. В атмосферах холодных звезд кроме циана CN присутствуют молекулы СО и С₂. Есть CN, C₂, CH, NH, ОН и в атмосфере Солнца. Все перечисленные молекулы, а также NH, Н₂ и другие встречаются и в атмосферах комет, а атмосферы планет-гигантов Юпитера и Сатурна изобилуют аммиаком NH₃ и метаном СН₄ (Примеч.- Зигель Ф. Ю. Вещество Вселенной.- М.: Химия, 1982.).

Экспериментально показано, что если смесь замороженных водяного пара, метана и аммиака бомбардировать потоком протонов, то в ней образуются сложные органические соединения (мочевина, ацетамид и ацетон). Но эти опыты моделируют условия, господствующие в космосе. Ядра комет - это рыхлые конгломераты из льдов, воды, метана и аммиака. Они непрерывно и весьма длительно бомбардируются космическими лучами - энергичными потоками протонов, нейтронов и других частиц и атомных ядер. Вряд ли можно сомневаться, что в ядрах комет абиогенным путем (т. е. без всякого отношения к чему-либо живому) синтезируются сложные органические вещества. В других опытах смесь водорода, метана, аммиака, водяных паров и некоторых других газов облучалась потоком радиоактивного, ультрафиолетового излучений, подвергалась воздействию медленных электрических разрядов на протяжении недель. В результате таких экспериментов в ней появлялись сложные соединения, аминокислоты, которые входят в состав белков. Не такие ли процессы совершались в первичной атмосфере Земли?

Богаты органикой некоторые метеориты, в особенности так называемые углистые хондриты. Кроме различных битуминозных соединений, углистые хондриты содержат даже цитозин - одно из четырех оснований, носителей «кода жизни» в молекуле ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты), аминокислоты и другие высокомолекулярные органические соединения. Получается, что в космосе достаточно обильно представлены те органические вещества, из которых (хотя бы в принципе) могло образоваться живое. Но в возникновении жизни на Земле главная роль, по-видимому, принадлежала тем процессам органического синтеза, которые происходили когда-то на поверхности нашей планеты. В составе первичной атмосферы доминирующее положение занимали углекислый газ СО₂ и N₂. Высокое содержание метана СН₄ и аммиака NH₃ в истории Земли могло иметь место не более 10-100 тыс. лет, так как они быстро распадались за счет окисления. Свободный кислород в атмосфере нашей планеты был уже на очень раннем этапе ее развития: об этом свидетельствует наличие в древнейших породах оксида железа и сульфатов.

Интересную гипотезу недавно предложил советский исследователь Л. М. Мухин. По его мнению, подводные вулканы играли немалую роль в синтезе сложных органических молекул. При извержениях подобных вулканов выделяются не только пеплы, вулканические бомбы, лавы, но и такие соединения, как СР, СН₄, Н₂О, СО₂, H₂S и другие, необходимые для синтеза более сложных органических веществ. Этому синтезу способствуют также повышенные температура и давление в жерлах вулканов, а океан обеспечивает стабильность образовавшихся соединений (формальдегида и др.). Твердые частицы, выбрасываемые вулканом, способствовали концентрации и полимеризации органики. Как показал Л. М. Мухин, в зоне подводных вулканов могли образовываться альдегиды, углеводы и другие сложные органические вещества, так что подводный вулканизм мог сыграть не последнюю роль в создании «полуфабрикатов» жизни (Примеч.- См. также Мархинин Е. К. Вулканы и жизнь.- М.: Мысль, 1980.).

Дальнейшая история сходна с общепринятой: сложные органические соединения попадали в воды океана, образуя тот «питательный бульон», в котором, вероятно, и возникла жизнь. Этот «бульон» не оставался однородным. Благодаря присущей высокомолекулярным веществам способности к самопроизвольной концентрации, в первичных морях и океанах, а скорее даже в небольших, спокойных и мелких водоемах возникли каплеобразные сгустки, коацерватные капли. Они, конечно, не были простейшими живыми существами. Но они обладали рядом свойств, напоминающих живое. По исследованиям А. И. Опарина и других ученых, коацерватные капли имитируют некоторые жизненные процессы. У них наблюдается своеобразный обмен веществ с внешней средой. Они могут расти, усложняться или, наоборот, деградировать. Среди коацерватных капель наблюдается даже нечто похожее на борьбу за существование, в результате которой остаются победителями капельки более устойчивые, более приспособленные к внешней среде.

Надо заметить, что в опытах американского исследователя 3. Фокса аминокислоты удалось синтезировать без воды из газов в обстановке, имитирующей вулканические условия. Однако дальнейшая эволюция высокомолекулярных полимеров из аминокислот немыслима без водной среды, без образования коацерватных капель или каких-то подобных им структур, например жидких кристаллов. А. И. Опарин указывал, что со временем происходило не только разрастание коацерватов, но и постепенное совершенствование их организации. В итоге это привело к возникновению таких образований, строение которых было уже значительно совершеннее, чем строение динамически устойчивых коацерватных капель, но все еще несравненно проще даже самых простых из известных нам в настоящее время микробов.

Но здесь как раз мы и подошли к самому трудному и по существу главному вопросу: каким образом мертвые коацерватные капли превратились в живые микроорганизмы? Как был совершен этот скачок?

Главный признак живого организма заключается в способности к воспроизведению самого себя. Но у коацерватных капель это свойство отсутствует. Нет у них и другой характерной для всего живого черты - способности к самообновлению своего состава. Похоже, что коацерватные капли лишь кое в чем напоминают живое, оставаясь при этом мертвыми. По мнению И. С. Шкловского (Примеч.- См. Шкловский И. С. Вселенная, жизнь, разум.-М.; Наука, 1980.), наличие аналогов обмена веществ и естественного отбора у коацерватов еще не доказательство того, что они могли привести к образованию первых примитивных живых организмов. Основными свойствами всякого живого организма помимо обмена веществ является наличие «копировальной системы», кода, передающего по наследству все характерные признаки данной особи. Между тем у коацерватов ничего подобного нет.

Как произошел качественный скачок от неживого к живому, гипотеза А. И. Опарина совершенно не объясняет. Только привлечение основных представлений современной молекулярной биологии, а также кибернетики может помочь решению этой важнейшей, основной проблемы, В самом деле, молекулы дезоксирибонуклеиновой (ДНК) и рибонуклеиновой (РНК) кислот определяют одно из важнейших свойств жизни. Как ДНК, так и РНК являются носителями генетической информации, причем РНК превращает эту информацию в конкретные молекулы белка, т. е. ДНК и РНК программируют все свойства организма - от внешней формы до самых тонких физиологических реакций. Удивительно то, что код этой программы универсален: он одинаков для любых групп организмов - от вирусов до человека. Но любая жизнедеятельность требует затраты энергии. Поставляют эту энергию молекулы аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ). Она содержится в каждой клетке животных и растений. Без этого универсального энергетического вещества немыслима жизнь (по крайней мере, в белковой ее форме). Значит, кроме ДНК и РНК в первичные живые организмы должны были на какой-то стадии попасть и молекулы АТФ.

Конечно, все эти главные для жизни молекулы первоначально могли быть проще современных и процесс воспроизведения себе подобных шел у них гораздо медленнее, чем теперь. Но сам факт «сборки» на одной молекуле другой ей подобной, означал великую революцию в истории Земли: родился новый принцип, обеспечивающий дальнейший ход органической эволюции. Новые молекулы отныне синтезировались в соответствии с программой, заложенной в структуре предшествующей молекулы.

Вирус - нечто стоящее на грани живого и неживого. То ли это вещество, обладающее свойствами существа, то ли существо со свойствами вещества? В клетке вирус паразитирует, а значит, ведет себя как существо, вне клетки он мертв, как камень. Современные вирусы в бездеятельном состоянии принимают кристаллическую форму. Вполне возможно, что именно вирусы или вирусоподобные организмы были первыми обитателями Земли, возникшими из жидкокристаллических структур. Это предположение имеет достаточные основания, так как в некоторых жидкокристаллических структурах при введении в них ферментов, выделенных из клеток, наблюдаются некоторые псевдобиологические процессы. У вируса табачной мозаики есть только одна нуклеиновая кислота - РНК. Но она работает за двоих, выполняя и передачу наследственной информации, и синтез белка. Может быть, жизнь на Земле первоначально зародилась в форме подобных вирусов?

Рассмотрим и другую проблему: может быть, раньше всего кодирование свойств и воспроизводство организмов происходило на иной основе, например нуклеотидов - отдельных молекул, из которых строятся более сложные? Однако теоретический анализ показывает, что это предположение очень мало вероятно.

До недавнего времени был неясен также механизм образования длинных, сложных цепочек органических молекул, без чего нельзя было представить пути формирования ДНК и РНК. Потом было показано, что форма сложных молекул обусловлена свойствами белков, а совсем недавно выяснилось, что их «сшивка» в длинные цепочки происходит, например, под воздействием ударной волны. А поскольку похоже, что формирование жизни происходило в процессе формирования древнейшей земной коры, которая, в свою очередь, является результатом бурной магматической и вулканической активности первозданной Земли, то недостатка в постоянно возникающих ударных волнах огромной силы на нашей планете не было. Очевидно, что это обстоятельство свидетельствует в пользу гипотезы Л. М. Мухина.

Сложность проблемы происхождения жизни заключается не только в проблеме возникновения механизмов кодирования. Неясным представляется также, каким образом сформировались и вошли в структуру организма гормоны. Эта проблема пока еще не решена. Наконец, неясно происхождение характера симметрии живого вещества - от «основных кирпичиков» - аминокислот до симметрии самих форм организмов. Дело в том, что все живое на Земле состоит только из «левых» форм молекул, т. е. таких молекул, которые вращают плоскость поляризации света влево, против часовой стрелки. Было высказано много гипотез о происхождении оптической симметрии живого - от предположения, что на характер симметрии оказали влияние те минералы, вместе с которыми первоначально возникало живое, до гипотезы о том, что симметрия зависит от вращения частиц, входящих в состав живого. Но все эти гипотезы имеют один недостаток: они предполагают случайность образования симметрии живого, а это неизбежно ведет к идее о случайном, уникальном феномене возникновения жизни, что вряд ли соответствует действительности и несостоятельно с философской точки зрения.

В самом деле, если элементы, из которых состоит живое на Земле, широко распространены во Вселенной (в метеоритном веществе, в веществе комет и даже в межзвездной среде, а по последним данным - и в межгалактической среде), если «кирпичики жизни» - аминокислоты и многие сложные органические вещества (например, сахара, некоторые гормональные образования) сравнительно легко образуются под воздействием многих видов энергии (электрической, радиоактивного, ультрафиолетового излучений и т. п. ), а их полимеризация происходит под действием простых ударных волн, то возникновение жизни не может быть случайным. Вряд ли наша планета представляет единственное, неповторимое явление в этом отношении.

В последнее время выдвинулась еще одна проблема. Дело в том, что ученым удалось «собрать» клетку (правда, из уже готовых, а не синтезированных «деталей»), но она «не работала», пока в нее не ввели генетическое вещество из живой, действующей клетки. Был осуществлен и обратный опыт: в живую клетку, из которой извлекли генетическое вещество, ввели искусственно созданную молекулу ДНК и она начала функционировать. Но еще никому не удалось, несмотря на то что ныне уже лабораторно синтезируются многие необходимые для построения живого молекулы, создать целиком искусственное хотя бы подобие примитивного организма. Поэтому возник вопрос о механизме «запуска» живой клетки. Об этом механизме отсутствуют хотя бы сколько-нибудь конструктивные предположения - некоторые из идеалистически настроенных исследователей договорились даже до существования некоей особой «жизненной силы». Из других, более научных идей, возможно, имеет смысл предположение об изначально специфически высоковозбужденном состоянии молекул, из которых некогда возникли первые организмы. В пользу этого предположения говорит то, что сами эти молекулы могли возникнуть лишь при затрате большого количества энергии, а Земля в эпоху возникновения жизни находилась в состоянии высокой активности.

Неудачи в этом направлении пока неизбежны, потому что, как это ни удивительно, но и что такое жизнь, мы пока вполне удовлетворительно определить не в состоянии. Существует немало определений, раскрывающих отдельные свойства живого, но никем еще не дано определение жизни во всей ее полноте. Можно ли утверждать, что всегда и всюду живые организмы состоят из белков? Для нашей планеты иных форм жизни мы не знаем, но это не означает, что во Вселенной все явления жизни всегда и непременно «привязаны» к белковому субстрату. Давно известно, что некоторые аналоги органических углеродистых соединений могут быть теоретически построены, например, на кремниевой основе. Теоретически предполагались и аммиачные организмы с экзотическими свойствами, совсем не похожими на поведение известных нам живых существ. Реализовала ли природа где-нибудь эти теоретические схемы, пока неизвестно. Однако аммиачные организмы могли бы существовать лишь при низких температурах, а это значило бы, что энергетическое обеспечение высокоразвитых существ было бы недостаточным. По ряду причин также сомнительна и жизнь на кремниевой основе. Но некоторая возможность существования иных форм жизни, чем наша земная, заставляет многих ученых формулировать определение жизни безотносительно к какому-нибудь конкретному ее вещественному носителю.

Если стать на такую позицию, то живое должно отличать от неживого не по тому, «из чего» состоит данный объект, а по тому, что он «умеет делать». Иначе говоря, определение жизни должно быть не субстанциональным, а функциональным. Известный советский математик А. А. Ляпунов характеризовал жизнь как высокоустойчивое состояние вещества, использующее для выработки сохраняющих реакций информацию, кодируемую состояниями отдельных молекул. Такое определение живого не связано с конкретным веществом и поэтому может быть применено как к реальным белковым организмам, так и к теоретически предполагаемым существам на другой основе. Следовательно, оно может рассматриваться как расширение так называемого «белкового» определения жизни. Жизнь (судя по земному опыту) проявляет себя как непрерывно разрастающийся центр упорядоченности в менее упорядоченной Вселенной. Жизнь неустанно борется с хаосом, распадом, смертью.

Вулканы и жизнь

Тем, кто никогда не видел извержения вулканов, просто трудно представить себе, какое громадное количество скрытых в земных недрах веществ поступает на земную поверхность. В прекрасной монографии известного советского вулканолога Е. К. Мархинина (Примеч.- Мархинин Е. К. Вулканы и жизнь.- М.: Мысль, 1980.), доказано, что за время существования Земли как планеты из ее недр изверглась масса вещества, которая сравнима с общей массой земной коры. Иначе говоря, современная кора, покрывающая земной шар,- это результат сложных геофизических и геохимических процессов, в которых самым активным образом участвовали недра нашей планеты.

Среди всего того, что было выброшено и продолжает выбрасываться наружу,- значительная доля органических веществ. Речь идет не о простейших веществах, а о таких сложных химических соединениях, как различные аминокислоты, основания нуклеиновых кислот, аминосахара, порфирины и многие другие, список которых оказывается достаточно длинным. Их находят в вулканическом пепле и других продуктах вулканических извержений. А таких продуктов, повторяем, выбрасывается очень много. Достаточно упомянуть, что, например, во время извержения вулкана Толбачик в 1975-1976 гг. органических веществ было извержено более миллиона тонн!

Какова же судьба этих веществ в настоящем и особенно в прошлом? И Е. К. Мархинин и другие ученые считают, что изверженные вулканами органические материалы послужили «полуфабрикатами» при формировании жизни. Они положили начало химической эволюции, приведшей в конце концов к появлению живых организмов. Доля органического вещества, поступающего на Землю из космоса, ничтожно мала по сравнению с тем, что поставляли земные вулканы. «Именно с образования этих вулканогенных молекул жизни на Земле,- пишет Е. К. Мархинин,- началась молекулярная эволюция по пути преобразования неживой материи в живую, приведшая впоследствии к возникновению жизни».

Аналогичных взглядов придерживается доктор физико-математических наук Л. М. Мухин, но в отличие от Е. К. Мархинина он главную роль отводит многочисленным подводным вулканам. По его мнению, окружающая вулкан водная среда, перепад давлений и температур не только способствуют интенсивному синтезу органических соединений, но и обеспечивают (водная среда) относительную стабильность того, что возникло. Неизбежные твердые частицы, сопровождающие извержение, способствуют, по мнению Л. М. Мухина, концентрации и полимеризации органики. Таким образом, любые вулканы могут стать и, вероятно, когда-то были интенсивными источниками предбиологической эволюции. Но любое как угодно сложное органическое вещество - это еще не жизнь. Для того чтобы неживое стало живым, оно должно пройти еще через стадии эволюции: 1) самосборку молекул; 2) возникновение мембран и доклеточную организацию; 3) возникновение механизма наследственности; 4) возникновение клетки.

Как и когда все это произошло на Земле, сегодня никто не знает. По этому поводу высказываются самые разнообразные догадки, вплоть до гипотез о случайном возникновении клетки, что, конечно, равносильно невероятнейшему чуду (Примеч.- Фолсом К. Происхождение жизни,-М.: Мир, 1982.). Неопределенность ситуации дает нам право кратко познакомить читателя еще с одной гипотезой, с полной четкостью высказанной великим русским естествоиспытателем Владимиром Ивановичем Вернадским (Примеч.- Вернадский В. И. Начало и вечность жизни. Избр. соч.- М.: изд. АН СССР, 1969, с. 120.).

По В. И. Вернадскому жизнь ниоткуда не происходила. Она вечна, как вечна материя и ее неотъемлемые атрибуты - пространство и время. В биологии еще с XVII века итальянским ученым Франческо Реди выдвинут известный принцип «все живое происходит из живого», который в полной мере разделял В. И. Вернадский. Серия неудачных опытов с пресловутым «самозарождением» лишь укрепила его в этом мнении и ничто при его жизни, да и позже, не было похоже на возникновение (вне живых организмов) живого из неживого.

В. И. Вернадский полагал, что семена жизни вечно разносятся по вечной Вселенной через бездны мирового пространства, «осеменяя» одну планету за другой. Но эта широко известная гипотеза панспермии (в том числе и искусственная панспермия с помощью инопланетян) предполагает длительное сохранение жизненной активности семян, поэтому взгляды В. И. Вернадского на вечность жизни в значительной мере были умозрительными. Правда, он обращал внимание биологов на то, что в самых древнейших слоях, где по физическим причинам могла быть жизнь, ее следы неизменно обнаруживаются.

«Жизнь вечна постольку,- писал В. И. Вернадский,- поскольку вечен Космос, и передавалась всегда биогенезом. То, что верно для десятков и сотен миллионов лет, протекших от архейской эры до наших дней, верно и для всего бесчисленного хода времени космических периодов истории Земли. Верно и для всей Вселенной» (Примеч.- Вернадский В. И. Начало и вечность жизни. Избр. соч.- М.: изд. АН СССР, 1969, с. 137.). Он догадывался, что в живом организме, кроме вещества и энергии, есть и еще нечто вполне материальное, объективное, связанное с жизненными процессами. Эта догадка нашла себе подтверждение в работах многих ученых, в том числе и известного советского психолога В. Н. Пушкина.

Сейчас уже мало осталось ученых, кто отвергал бы реальность биополя - той материальной сущности, которая ответственна не только за все психологические, но и парапсихологические процессы (Примеч.- БСЭ, 1975, т. 19, с. 192-193.). Биополе особенно ярко проявляет себя в системе акупунктуры, образуя нечто вроде энергетического каркаса организма, несущего о нем полную информацию. В серии недавних работ В. Н. Пушкина (Примеч.- Вопросы психогигиены, психофизиологии, социологии труда в угольной промышленности и психоэнергетнки.- М.: изд. НТГО, 1980.) и его сотрудников доказано, что биополе может существовать в виде отдельных материальных сущностей - так называемых форм, с помощью которых естественно и просто объясняется теория отражения - марксистско-ленинская теория познания. Покидая иногда живое тело, его форма сохраняет информацию о теле, что и дает возможность проводить по формам диагностику тех, кому они принадлежат.

Как отмечал журнал «Химия и жизнь», новые работы советских ученых по биополю представляют собой концепцию устройства природы, отличную от общепринятой. Первооснова этой концепции - выдвинутая В. Н. Пушкиным гипотеза о форме, как одной из фундаментальных составляющих природы. Под формой здесь понимается особого рода голограмма, соответствующая пространственному контуру предмета и несущая информацию о его свойствах. Форма-голограмма неживого вещества содержит информацию лишь о его физических и химических свойствах. Форма-голограмма живого существа - уже об организме в целом. А мыслящее существо образует еще и мысленные образы - формы-голограммы, адекватно отражающие окружающий мир, в том числе и мысленные образы, генерируемые другими людьми.

Согласно концепции В. Н. Пушкина, все эти формы-голограммы взаимодействуют между собой и образуют информационное поле Вселенной, подобно тому, как массы физических тел образуют ее гравитационное поле» (Примеч.- Из чего построена форма? - Химия и жизнь, 1982, № 3, с. 73.).

По мнению В. Н. Пушкина, жизнь была занесена на Землю не в виде молекулярных структур, а в виде информационных форм-голограмм, воздействовавших в определенном направлении на эволюцию земного вещества. Оба эти фактора в отдельности бессильны, что можно пояснить простым примером. Нас пронизывают всевозможные радиоволны, но приемник молчит, потому что не включен или неисправен. Тут нужны и энергия, и вещество, и организация. Вещество и энергию для жизни в свое время на Земле в изобилии поставляли вулканы, но не хватало организации. Ее-то на должном уровне физико-химической предбиологической эволюции и внесло общее вечное биологическое поле Вселенной. Точнее, даже не просто поле, а формы-голограммы, насыщенные информацией и жизнеспособностью биополя Вселенной. Они и «построили» жизнь, когда было из чего строить. Груда радиодеталей передачу не примет. Так же зазвучал, как исправный приемник биополя, тот «полуфабрикат» жизни, который был заранее подготовлен предбиологической эволюцией. Огонь жизни воссиял и на нашей планете. И «виновата» во всем этом материя - как в виде возникших сложнейших органических веществ, так и в форме вечного биополя Вселенной. Ибо материя и есть все то, что существует помимо нашей воли и наших чувств, что есть объективно.

Отдавая смерти мириады живых или когда-то живших особей, жизнь все же торжествует победу в преемственности поколений. Наука накопила достаточное число фактов, свидетельствующих о том, что жизнь возникла в результате несчетного числа реакций на протяжении не менее чем миллиарда лет и развитие ее распадается на два крупных этапа - этап химической эволюции, продолжавшийся до возникновения первых организмов, и этап биологической эволюции, продолжающийся и в наше время. Вряд ли случайно жизнь на нашей Земле родилась на основе элементов, наиболее широко распространенных во Вселенной. Сам этот факт свидетельствует и о том, что и на иных планетах, в других звездных мирах вероятнее всего жизнь существует в такой же белковой форме, как и на нашей Земле.

Непрерывно растет в массе и совершенствуется живое вещество Земли - совокупность населяющих ее организмов. В этом нас прежде всего убеждает эволюция органического мира нашей планеты.

Путь эволюции

Итак, появление жизни на Земле было результатом длительного развития Вселенной и нашей планеты. Но сколько времени прошло от эпохи, когда Земля закончила свое формирование, до эпохи формирования жизни? Каков возраст Земли и жизни?

Обычно для возраста Земли называют величину от 4,5 до 5 млрд, лет. Но еще О. Ю. Шмидт считал, что наша планета сформировалась не менее чем 6-6,7 млрд. лет назад, а В. Г. Фесенков (1964 г.), исходя из современных соотношений количества радиоактивных элементов и продуктов их распада, а также длительности периодов их полураспада, полагал, что радиоактивные процессы начали играть заметную роль в жизни земной коры около 6 млрд. лет назад. Это значит, что только около этой даты в поверхностных областях Земли накопилось достаточно радиоактивных элементов, чтобы они могли дать существующее ныне соотношение исходных элементов и возникших в процессе их распада. Ведь, как принято считать, тело первозданной Земли имело однородный химический состав и современное распределение элементов возникло в процессе дифференциации ее вещества. Первозданная Земля, как многие исследователи считают теперь, не имела атмосферы, гидросферы и литосферы. Лишь повышение температуры планеты в ее глубоких недрах до точки испарения (вернее, возгонки) и плавления легкоплавких веществ положило начало дифференциации.

По системе мельчайших трещин и пор пары, газы и расплавы летучих компонентов исходной породы постепенно диффундировали или выдавливались в более высокие горизонты тела Земли. Вместе с тем выносилось и тепло, которое, накапливаясь на этом, более высоком уровне, разогревало окружающие породы до тех пор, пока и здесь не начиналось испарение и плавление легкоплавких веществ. Тогда эти вещества перемещались еще выше, где со временем возникала новая зона расплава, и так далее, пока газы, пары и расплавы не прорывались на поверхность Земли. Примерно так схематически выглядит механизм зонной плавки, важнейшую роль которого предложил и обосновал теоретически и экспериментально советский академик А. П. Виноградов. Конечно, на поверхность Земли первыми должны были прорваться пары и газы, за счет которых постепенно сформировалась атмосфера, а затем гидросфера. Но вместе с тем на поверхность земного шара прорывались и лавы, особенно по разломам, возникшим вследствие ротационного эффекта. Так началось образование литосферы.

Лавы, которые формировали эту первозданную земную кору, видимо, содержали значительное количество углерода, магния, железа. Газообразные продукты были, возможно, идентичны современным вулканическим газам - оксидам углерода (СО, СO₂), метану, аммиаку, сероводороду (H₂S), сере, хлору и т. д., а также парам воды. Первичные газы быстро распадались под действием солнечных лучей и космического излучения, закисные соединения отнимали кислород у окисных - в первичной атмосфере шло множество реакций.

В эту эпоху из недр Земли в первичную атмосферу поступало много тепла, а так как она содержала большое количество углекислоты, которая служила своеобразным теплоизолятором, создавался парниковый эффект. Вполне возможно, что вследствие этого температура в приповерхностных слоях атмосферы повысилась до нескольких сотен градусов, как ныне на Венере. Тогда пары воды насыщали атмосферу, а масса мельчайшей пыли, выбрасываемой во время непрерывных вулканических извержений, способствовала конденсации паров в облака. Условия на Земле должны были напоминать условия современной Венеры: сплошной густой облачный покров окутывал планету со всех сторон, высокая температура, бурные вулканические извержения. Высокие температуры обусловили образование сложных органических соединений, которые впоследствии стали материалом для формирования аминокислот.

Очевидно, в эту эпоху начали формироваться первые возвышенности на Земле, так называемые ядра континентов. Древнейшие из них расположены на территории Кольского п-ова, в Южной Африке и, возможно, в Антарктиде. После образования первичной земной коры приток тепла на поверхность планеты должен был уменьшиться, в то время как отток атмосферного тепла в окружающее космическое пространство постепенно увеличивался, температура атмосферы снижалась и, когда она упала ниже 100 °С, на Земле наступил период ливней и гроз. Вода заливала поверхность молодой коры, образуя мелководный первичный океан, среди которого поднимались острова будущих континентов и конусы вулканов. В этом океане растворялись органические соединения, образуя тот «питательный бульон», который, как говорилось выше, стал колыбелью жизни.

Воды, ветры, химические процессы разрушали породы первозданной суши, снося обломки в окружающий океан, на дне которого в пределах подводных склонов - зародышей материков эти обломки накапливались, образуя толщу осадков, под тяжестью которых тонкая кора океанического дна прогибалась, рвалась разломами, а через них на поверхность изливались лавы, Осадочные слои сминались в складки, образуя вдоль края ядер континентов первичные горные гряды и увеличивая площадь суши и число вулканов. Такие прогибы у геологов получили название геосинклиналей и в последующей истории развития Земли они начали играть все более и более возрастающую роль.

Пока происходили все эти процессы в первичном океане шло множество химических реакций между органическими молекулами; наиболее сложные из них - аминокислоты «сшивались», образуя длинные цепочки. Так было до тех пор, пока где-то на Земле в какое-то прекрасное мгновение не родились первые живые организмы. Это скорее всего могло случиться в вулканической области, в каком-либо достаточно изолированном от открытого океана заливе, в котором концентрация «питательного бульона» была очень высокой. С этого момента началась биологическая эволюция.

Примерно так могла выглядеть начальная геологическая история Земли, целиком предположительная, поскольку следов процессов, тогда происходивших, пока не обнаружено. Можно только сказать, что начало формирования первичной земной коры отностится ко времени, отстоящему от наших дней на 4,5 млрд. лет. Ныне установлено, что 3,5 млрд. лет назад уже существовали древнейшие участки современных континентов, так называемые щиты; Фенно-Скандинавский и Канадский - на севере, зародыш Казахской платформы - на юге умеренной зоны северного полушария, Южноафриканский щит - на юге тропической зоны и Антарктический континент. В отложениях Южноафриканского щита, возраст пород которого определен от 2,7 до примерно 3,5 млрд. лет, обнаружены окаменелые остатки одноклеточных организмов типа широко распространенных ныне синезеленых водорослей. Следовательно, эпоха образования первичной земной коры и жизни могла занимать время от 4,5 до 3,5 млрд. лет, т. е. целый миллиард лет.

Многие геологи относят это бурное время в истории Земли к архейскому или древнейшему эону, хотя, может быть, его стоило бы назвать по-иному, например, катархейским, ведь в эпоху формирования жизни эволюция была все же добиологической. Впрочем, не все ученые считают, что одного миллиарда лет достаточно для того, чтобы совершился переход от сложных органических соединений к организмам такого типа, как синезеленые водоросли. Эти последние, хотя и относятся к типу

ГЕОХРОНОЛОГИЧЕСКАЯ ТАБЛИЦА

Эон	Эра		Период	Тектоническая эпоха	Основные геологические события. Облик земной поверхности	Сформировавшиеся полезные ископаемые
Фанерозой	Кайнозойская KZ 65±3 млн. лет		Четвертичный (антропоген) Q	Альпийская	Неоднократные оледенения. Формирование современного рельефа, растительности и мира животных. Развитие человека	Строительные материалы (глины, песок), торф, россыпные месторождения золота, алмазов
			Неогеновый N		Поднятие гор: Карпат, Кавказа,Тянь-Шаня, Памира, Камчатки. Интенсивная вулканическая деятельность. Обособление морей: Средиземного, Черного, Каспийского, Аральского. Развитие высших форм растений и человекообразных обезьян	Бурые угли, нефть, янтарь, каменная соль, осадочные железные руды, строительные материалы (гранит, мрамор)
			Палеогеновый P		Разрушение мезозойских гор. Широкое распространение покрытосемянных растений. Развитие птиц и млекопитающих	Бурые угли, нефть, горючие сланцы, фосфориты, каменная соль, осадочные руды железа, алюминия (бокситы)
	Мезозойская MZ 170±5млн.лет		Меловой К		Начало образования гор: Карпат, Крыма, Кавказа, Памира, Верхояно-Колымских, Дальневосточных. Возникновение покрытосемянных растений. Вымирание мезозойских пресмыкающихся, развитие птиц и появление млекопитающих	Уголь, нефть, горючие сланцы, фосфориты, мел, руды олова, мышьяка, сурьмы, золота, серебра, меди, свинца
			Юрский J		Мощная складчатость, разломы материков, излияние магмы и внедрение в толщу земной коры. Образование современных океанов, внутриматериковых морей, заболоченных низменностей на суше. Жаркий, влажный климат. Расцвет голосемянных растений. Расцвет пресмыкающихся. Появление птиц	Каменные угли, нефть, горючие сланцы, фосфориты
			Триасовый Т		Поднятие материков и отступление морей. Разрушение герцинских гор(Уральских, Алтайских, Тянь-Шаньских)и образование равнинного рельефа. Вымирание древних и возникновение мезозойских пресмыкающихся	Каменная соль, нефть, уголь
	Палеозойская PZ	поздняя 170±10 млн. лет	Пермский Р	Герцинская	Завершение герцинской складчатости и образование гор: Урала, Тянь-Шаня(южные цепи), Алтая. Сухой климат. Постепенное исчезновение лесов из древовидных папоротников, хвощей, плаунов. Возникновение голосемянных растений. Расцвет пресмыкающихся	Каменные и калийные соли, гипс, уголь, нефть, горючий газ
			Каменноугольный С		Размыв каледонских горных цепей. Начало герцинского горообразования. Увеличение заболоченных низменностей. Жаркий, влажный климат. Развитие пышной флоры: плаунов, хвощей, древовидных папоротников. Расцвет земноводных	Обилие угля и нефти. Медные, оловянно-вольфрамовые, полиметаллические руды
			Девонский D		Уменьшение площади морей. Жаркий климат, первые пустыни. Выход позвоночных из воды на сушу-возникновение земноводных. Широкое распространение наземных растений, возникновение папоротников	Нефть, горючий газ, соли, рассолы и минеральные лечебные воды
		ранняя 170-180 млн. лет	Силурийский S	Каледонская	Главная фаза каледонской складчатости и образование гор: Саян, Алтая, части Тянь-Шаня. Развитие псилофитовых растений. Появление рыб	Руды железные, медные и другие, золото, фосфориты, горючие сланцы
			Ордовикский О	Каледонская	Уменьшение морских бассейнов. Мощный вулканизм. Появление первых наземных беспозвоночных животных	Тоже
			Кембрийский С	Байкальская	Понижение материков и затопление обширных пространств морями. Завершение байкальского горообразования. Расцвет морских беспозвоночных животных	Бокситы, фосфориты, осадочные руды марганца и железа,каменная соль, гипс
Протерозой PR 2100 млн. лет				Байкальская	Главная фаза байкальской складчатости и образование горных хребтов Прибайкалья и Забайкалья. Сильный вулканизм. Время бактерий и водорослей	Огромные запасы железных руд, полиметаллические руды, графит, строительные материалы
Архей AR более 1800 млн. лет					Древнейшие новообразования. Напряженная вулканическая деятельность и метаморфизм горных пород. Время примитивных одноклеточных и некоторых бактерий	Железные и полиметаллические руды, строительные материалы (гранит, мрамор и др.)

простейших, уже достаточно сложны, чтобы их считать первоорганизмами. Они сами - продукт длительной эволюции. Естественно было бы ожидать, что процессы, приведшие к возникновению первоклеток, начались гораздо раньше, но для утверждения такой гипотезы пока еще слишком мало фактов.

Водоросли типа синезеленых - организмы анаэробные, кислород им для жизни не нужен. Но, используя ныне солнечное тепло, а в начале архея, возможно, иные источники энергии (тепловые, радиоактивное, космическое излучение), они разлагают углекислоту, выделяя свободный кислород. При фотосинтезе (т. е. реакциях, идущих за счет солнечного излучения) этот процесс идет по следующей формуле: 6CO₂+6H₂O=C₆H₁₂O₆+6O₂.

Это был важнейший этап в истории Земли, с течением времени приведший к далеко идущим последствиям. Фотосинтез, вызывая бурный рост биомассы планеты, сначала медленно, а затем все быстрее и быстрее вел к накоплению свободного кислорода. Однако в восстановительных условиях древней Земли кислород на первых порах немедленно поглощался закисными соединениями, которые превращались в оксиды. Поэтому уже в древнейших породах наблюдаются оксиды и сульфаты, о чем упоминалось выше.

Следующий эон в истории Земли - архейский - между 3,5 и 2,5 млрд. лет назад (см. таблицу). На протяжении этого миллиарда лет отмечается от двух до трех горообразовательных эпох, связанных с усилением вулканической деятельности, но следы их сохранились очень плохо. Наиболее ясны следы горообразования и излияния магм (лав) между 2,7 - 2,5 млрд. лет назад. За это время первозданные осадочные породы, испытав воздействие высоких давлений и температур, многократно смятые тектоническими силами, превратились в кристаллические, так называемые метаморфические породы - гнейсы, гранитогнейсы, а возможно, и граниты. Есть гипотеза, что граниты - это древнейшие осадочные породы, опустившиеся в результате прогибания земной коры на большие глубины, где они, подвергшись действию высокого давления, частично расплавившись и обогатившись оксидом кремния, стали породами, похожими на магматические образования. Это, впрочем, пока не более чем гипотеза, а потому можно сказать, что в конце архея к поверхности Земли прорвались расплавы земного вещества, обогащенные кремнекислотой, щелочными металлами и другими элементами и их соединениями, и началось формирование гранитного слоя литосферы. Естественно, что поступление огромного количества вулканогенного материала и горообразование привели к увеличению площади древнейших массивов суши и к появлению новых. Так начали формироваться Канадская платформа, Украинский кристаллический щит и т. д.

На протяжении архея простейшие организмы, очевидно, широко распространились по всему земному шару. По крайней мере почти везде, где были обнаружены осадочные породы этого возраста, найдены и остатки древнейших организмов. Кроме одноклеточных водорослей, по-видимому, это были бактерии и вирусы, если только вирусы не были вообще древнейшими организмами.

Следующая эра в истории Земли - протерозойская, между 2,5 млрд. и 615-570 млн. лет назад. Протерозой обычно делят на три крупных подразделения, достаточно хорошо разграниченных между собой. Ранний протерозой (2,5-1,7 млрд. лет назад) отличается коренной перестройкой Земли и ее лика. На поверхность нашей планеты в огромном количестве начали поступать лавы, богатые кремнекислотой, соединениями железа, марганца, меди, молибдена, вольфрама, висмута, тория и урана - одним словом, тяжелых элементов, которые вопреки гравитации начали концентрироваться в верхних слоях планеты, а не стремились к ее центру. Это доказывает, что в процессе дифференциации земного вещества основную роль играют процессы геохимические. Вследствие такой смены геохимической обстановки на огромных пространствах земной поверхности начали накапливаться кварциты, содержащие руды железа, цветных металлов, урана. Тогда же возникли и все известные нам континенты, хотя они и имели совсем иные очертания. Вдоль окраин континентов образовались протяженные геосинклинальные зоны, в которых и шло накопление железо-кварцитовых, кремнистых и иных осадков, а также тонких илистых отложений,- горы в те времена не отличались высотой и грубообломочный материал не был широко распространен. Таких зон было три.

Одна, начинаясь у Южной оконечности Гренландии, огибала п-ов Лабрадор и через район Великих озер Северной Америки уходила в направлении нынешнего п-ова Флорида, далее шла вдоль Антильской дуги к берегам Южной Америки, отсекала ее крайний восточный выступ, пересекала Атлантический океан и от южной оконечности Намибии уходила к северной части Ирака и через Кавказ и Курскую магнитную аномалию подходила к месторождениям железа в Швеции и Норвегии. Это было огромное кольцо, подобное современному Тихоокеанскому тектоническому кольцу.

Вторая зона начиналась на востоке Арктического бассейна, шла вдоль западной границы Колымского края, через Сихотэ-Алинь, Малый Хинган, Китай, Корейский п-ов, Бирму, Индию, Австралию и далее по дну Индийского и Тихого океанов. Собственно, эта зона предшествовала западной ветви современной Тихоокеанской тектонико-геохимической зоны, которая была несколько смещена на восток и возникла около 1 млрд. лет назад, когда во второй древнепротерозойской зоне уже появились горные системы.

Наконец, третья зона, начинаясь на Пиренейском п-ове на западе, тянулась прямо на восток, пересекая Евразийский континентальный массив в широтном направлении вплоть до юго-западной части Охотского моря. Ныне эта древняя геосинклинальная область частично сечет более позднюю альпийскую зону.

Конечно, в обстановке сильно меняющихся условий - сокращения площади океанов, разделения их на отдельные бассейны, изменения химической обстановки в среде, резкого возрастания содержания радиоактивных элементов и т. д. - живые организмы должны были менять свою наследственность: формы, физиологию. Усложненная обстановка требовала и усложнения организма, его более высокой организации. Эти изменения сказались прежде всего на специализации организмов: возникли бактерии, окисляющие различные минеральные вещества, железобактерии и другие, которые начали интенсивно перерабатывать вещество верхних слоев земной коры и атмосферы. Большое количество водорослей, особенно на мелководье, выбрасывалось во время бурь или приливов в заливаемую прибрежную зону суши. Естественно, что часть бактерий приспособилась использовать для питания скопления этих погибших организмов. Так началось формирование почвенных бактерий, которые принялись подготавливать прибрежную полосу для грядущего десанта растений на сушу.

В среднем протерозое (от 1,7 до примерно 1,1 - 0,9 млрд. лет назад) направление процессов было таким же, как и в раннем. Продолжали развиваться древние зоны накопления осадков, в которых накопление периодически сменялось горообразовательными движениями. Закладывались новые зоны осадконакопления (геосинклинали Урало-Алтайская, каледонской складчатости и др.) Площади континентов постепенно росли. Появились первые скелетные организмы - радиолярии, которые строили свой скелет из кремния, в изобилии поступавшего в поверхностные зоны Земли, возникли древнейшие многоклеточные, в том числе губки, медузы.

Поздний протерозой (от 1100-900 до 615-570 млн. лет) был второй эпохой резкого изменения Земли и жизни. Ее можно назвать переходной: ведь именно в позднем протерозое развитие приняло то направление, которое продолжается до наших дней. Прежде всего в позднем протерозое резко увеличились площади континентов за счет превращения большинства геосинклинальных зон в горные системы, отдельные континентальные массивы слились воедино, создав обширные материки в пределах умеренной и тропической зон. Эти две группы материков разделялись обширным и глубоким средиземным океаном, остатками которого ныне являются Средиземное, Черное и Каспийское моря, а большая часть его площади занята горными странами. Некоторые геологи даже считали, что в начале позднего протерозоя площадь материков достигла такой величины, какой не было больше в последующие эпохи.

После горообразования, происшедшего около 1 млрд. лет назад, и слияния материков, очевидно, произошло общее похолодание климата, так как в осадочных толщах того времени во многих районах земного шара обнаружены ледниковые отложения. Вообще на протяжении протерозоя горообразовательные движения и усиление вулканической активности планетарного масштаба происходили примерно каждые 300 млн. лет и почти к каждой из таких активных эпох было приурочено оледенение.

Жизнь в позднем протерозое развивалась бурно. Появились водоросли многоклеточные, красные и зеленые, кораллы - так называемые археоциаты и черви - первые животные, у которых возникла нервная система в виде нервного тяжа вдоль тела с утолщением в передней части. Во второй половине позднего протерозоя черви дали ветви других более высоко организованных животных: членистоногих, а потом и насекомых, моллюсков и, наконец, хордовых - предшественников позвоночных.

Многообразие и обилие водорослей и бактерий обеспечивало все большее количество свободного кислорода, который, судя по составу пород того времени и типу минералов, находился в атмосфере уже в ощутимом количестве. Но есть данные, по которым можно предполагать, что в конце позднего протерозоя не только существовали водоросли и бактерии, но появились уже и наземные растения. Во Франции, например в Бретани и в некоторых других местах, в верхнепротерозойских отложениях были обнаружены маломощные угли. А уголь, как известно, является результатом разложения остатков наземной растительности в условиях недостатка кислорода, повышенных давления и температур.

Выход растительности на сушу, очевидно, произошел первоначально в области заливаемых приливами прибрежных зон - тех самых, где уже давно скапливались остатки выброшенных морем водорослей и была зона почвообразующих бактерий. Эти бактерии постепенно подготовили в зоне первичные почвы, на которых и могли закрепиться некоторые водоросли, имевшие корневую систему. Из этих-то водорослей и развился самый древний тип растений - мягкостебельные плауновые. В начале следующей эры они заполнили низменные, сильно увлажненные участки суши. Остальная часть суши долго, почти до середины нового периода, оставалась пустынной. Вслед за проникновением растительности в узкую прибрежную полосу суши в зарослях этих первичных «лесов» (высота их превышала 50 см) обосновались некоторые членистоногие - предки насекомых и моллюски.

Конец протерозоя ознаменовался новой вспышкой тектонической и вулканической активности, в последний раз до наших дней на поверхность Земли поступило большое количество кремния и урана. Возможно, это обстоятельство и способствовало коренной перестройке состава животного мира.

Следующий длительный отрезок времени расчленен более подробно - на эры продолжительностью в несколько сотен миллионов лет, а также периоды, эпохи и века продолжительностью от нескольких десятков до миллионов лет. Мы не будем здесь характеризовать каждую из них, ограничимся лишь характеристикой важнейших переломных рубежей (см. таблицу).

Последние 600 млн. лет истории Земли в целом характеризуются качественно новыми признаками. Значительные участки земной коры стабилизировались как известные ныне платформы, занимающие обширные пространства континентов. Подвижные, неустойчивые области локализовались в определенных протяженных зонах, ныне занятых горными системами. Это был древнейший из молодых Урало-Алтайский пояс, Северо-Атлантический пояс (так называемая каледонская или грампианская геосинклиналь). Средиземный или Альпийский пояс (от современных Пиренеев на западе до Гималаев, Тянь-Шаня и Индонезии на востоке и юго-востоке) и, наконец, Тихоокеанское кольцо. В этих зонах на протяжении послепротерозойского времени периодически происходила смена периодов накопления периодами горообразовательных движений, когда посреди глубоких океанических зон возникали цепи островов и вулканов, пока все это не завершилось возникновением горных поясов.

Таким образом, большинство подвижных зон за последние 600 млн. лет консолидировались, интенсивность движения и вулканизма в них постепенно затухала. Такого рода перестройка земной коры позволила теоретикам говорить, что геосинклинальный тип развития земной коры в послепротерозойское время сменился платформенным типом, когда основную направляющую роль стали играть не подвижные области, а жесткие стабильные глыбы материков. Изменился и характер вулканической активности: вместо трещинных, площадных излияний лав теперь основную роль стали играть точечные, вулканические извержения. Наконец, изменилась интенсивность горообразования. На ранних этапах истории Земли и в протерозое, когда жесткие континентальные массивы имели меньшие размеры, были удалены друг от друга и силы сжатия, вызывавшие смятие осадочных толщ, были более слабыми, горные цепи, вероятно, не превышали отметок 1,5-3 км. На протяжении последних 600 млн. лет подвижные зоны (геосинклинали) оказались зажатыми между крупными жесткими континентальными массивами, края которых представляли достаточно прочные упоры, и амплитуда горных складок резко выросла - высоты гор увеличились до 5-6 км и более.

Стали иными и климатические условия. Раньше потоки воздушных масс - один из главных, определяющих компонентов климата - подчинялись лишь действию общепланетарных факторов: зональным изменениям температуры, отклоняющему воздействию кориолисовых сил и т. п. В послепротерозойское время на циркуляцию атмосферы все большее влияние стали оказывать распределение суши и моря и характер рельефа. Соответственно перестроилось и движение гидросферы.

Сменился и тип осадконакопления; например, впервые в истории Земли огромные толщи осадков стали составлять карбонатные отложения, а роль силикатных резко уменьшилась, начали накапливаться разнообразные соли, возникать нефтеносные и угленосные толщи. Вообще роль биогенных осадочных образований неизмеримо возросла соответственно колоссально разросшейся массе живого вещества. Коренным образом изменились и господствующие формы жизни.

Все это позволило некоторым исследователям говорить о времени от 615-570 млн. лет назад до нынешнего как о качественно новом крупном этапе в истории Земли - неогее. Так как это последний крупный этап в истории нашей планеты, то от него осталось и больше следов. Поэтому неогей расчленяется более детально, чем ранние этапы. Выделяется эра древней жизни - палеозой [(615-570)-240 млн. лет назад], который довольно четко делится на три этапа - ранний, средний и поздний, а эти последние, в свою очередь подразделяются на периоды, эпохи и века.

Ранний палеозой [(615-570)- 420 млн. лет назад] в самом начале характеризуется возродившимся развитием подвижных областей, распадом и уменьшением средней высоты древних, верхнепротерозойских континентов. Следствием было расширение площади океанов и морей, заливавших наиболее пониженные участки суши. В соответствии с этим в изобилии распространились красные и синезеленые водоросли; древнейшие кораллы - археоциаты и корненожки, строматопороидеи; донные кишечнополостные - губки; обитатели поверхностных слоев океана - граптолиты; моллюски - донные с двустворчатой раковиной, брахиоподы и свободно плавающие примитивные наутилоидеи; членистоногие, видимо донные, странные панцирные животные - трилобиты; ракообразные; примитивные панцирные рыбы. В узкой прибрежной зоне, видимо, продолжали существовать древнейшие полуводные растения, почвенные бактерии, вероятно, членистоногие, приспособившиеся к жизни в этих периодически заливавшихся зонах. Такова была картина жнзни в первом палеозойском периоде - кембрии [(615- 570)-480 млн. лет назад].

В следующем, ордовикском (480-420 млн. лет назад) периоде во многих районах Земли произошли горообразовательные движения, а некоторые геосинклинали (как, например, грампианская на севере Европы) закрылись, превратившись в горные системы. Соответственно несколько увеличилась и площадь суши, а моря обмелели, в них увеличилось число островов. Отсюда обилие мелководных ракообразных, различных рифообразующих животных, появились четырехлучевые и трубчатые кораллы, увеличилось число наутилоидеи, массовое развитие получили водоросли.

Горообразованием ордовикского периода (каледонским) закончился ранний палеозой и начался средний (420-320 млн. лет назад). Первая его половина - сулурийский период (420-400 млн. лет назад) и начало девонского (400-370 млн. лет назад) - характеризуются преобладанием погружения обширных участков земной коры и соответственно увеличением площади океанов и морей. Растительность заливаемых прибрежных зон континентов двинулась в глубь суши, завоевывая новые пространства, вероятно, прежде всего сильно увлажненные низины. Среди наземных растений преобладают плауновые. Широко развиваются и дают новые формы кораллы, начинается расцвет морских лилий - прикрепленных к дну кишечнополостных. Кроме панцирных рыб развиваются хордовые, кистеперые, двоякодышащие рыбы. Двоякодышащие рыбы - ветвь кистеперых, которые имеют не только внутренний скелет, но и жесткий скелет у плавников. С помощью этого приспособления кистеперые рыбы могли передвигаться по дну водоемов.

И. И. Шмалъгаузен, крупнейший советский эволюционист, считал, что представители этой группы рыб, обитавшие в полузамкнутых и почти изолированных мелководных лагунах, богатых водорослями и иной мелководной жизнью, из-за недостатка кислорода в воде вынуждены были часто подниматься на поверхность, чтобы запастись кислородом воздуха. Резервуарами для таких запасов служили плавательные пузыри, которые с течением времени превратились в легкие. Таким образом, к середине девона сформировался особый тип животных - ихтиостегии, в своей форме сочетавшие признаки рыб и земноводных. Ихтиостегии и стали предками амфибий - земноводных, древнейших после насекомых сухопутных животных.

В середине девона произошли новые горообразовательные движения, на этот раз в более обширных районах, чем в ордовикское время, площадь суши снова увеличилась. С этой горообразовательной фазой и связано заселение суши потомками ихтиостегии. На увеличившейся суше широкое распространение получили плауновые, членистостебельные и древнейшие голосемянные растения, образовавшие леса. Началось угленакопление. Конец девона и первая половина следующего, каменноугольного периода ознаменовались новым расширением океанов и морей за счет суши, а затем, в конце среднего карбона, началась грандиозная перестройка лика Земли, подобная той, что произошла в конце протерозоя. Это была так называемая герцинская горообразовательная эпоха, в результате которой выросли мощные горные системы в большинстве геосинклинальных зон всей планеты, резко увеличилась средняя высота суши и ее участки, ранее разделенные морскими бассейнами, снова слились в два огромных материка: Гондвану, объединяющую древние платформы Австралии, Индии, Аравии, Африку и Южную Америку, с которой была связана Антарктида, на юге и Лавразию, представляющую почти замкнутое кольцо вокруг Арктического бассейна, только Западная Сибирь оставалась морским дном, прерывая это сухопутное кольцо севера. Между Гондваной и Лавразией пролегал средиземный океан - Тетис.

Резкое сокращение площади океанов и морей, повышение средней высоты суши, гигантские пояса гор высотой до 5-6 км резко увеличили отдачу тепла земной поверхностью, привели к понижению температуры и наступлению длительной ледниковой эпохи, занявшей конец каменноугольного периода (320-270 млн. лет назад) и первую половину пермского (270-240 млн. лет назад). Естественно также, что сокращение площади поверхности испарения и изъятие из круговорота влаги больших количеств воды, законсервировавшейся в виде льда, континентальность климата привели к «иссушению» климата и широкому распространению пустынных и полупустынных ландшафтов. И если в первую половину каменноугольного периода низменная, заболоченная суша была занята сплошными лесами гигантских плауновых - членистоствольных каламитов, клинолистников, древовидных папоротников (собственно, именно в первую половину каменноугольного периода произошло накопление большей части углей нашей планеты, почему этот период и получил свое название), то во вторую половину карбона и в перми леса значительно сократили свою площадь.

Понятно, что к таким грандиозным изменениям должна была приспособиться и жизнь. И вот в отложениях конца палеозоя мы находим не только остатки земноводных, но также пресмыкающихся, или рептилий, и весьма странных животных - так называемых лабиринтодонтов. Среди последних или их потомков выделяются териодонты (зверозубые), в строении своего скелета объединяющие черты рептилий и примитивных млекопитающих. Недавно обнаружено, что эти териодонты обладали волосяным покровом, следовательно, были теплокровными, что еще больше сближает их с млекопитающими. Можно полагать, что млекопитающие отделились от этой группы не позднее конца перми, так как представители примитивных млекопитающих начала следующей, мезозойской эры уже отличались признаками высокой специализации.

Теплокровность и волосяной покров были естественной защитной реакцией организмов в условиях пониженных температур в эпоху пермо-карбонового оледенения, и можно было ожидать, что и другие группы животных и растений также «отзовутся» на похолодание. И действительно, сейчас есть данные полагать, что и часть рептилий стала теплокровной - это предки летающих ящеров и птиц, а также предки гигантских пресмыкающихся следующей за палеозоем эры - динозавров.

Мезозой, или эра средней жизни, начался около 240 млн. лет и окончился около 70 млн. лет назад. Он делится на три периода: триасовый, юрский и меловой. Триасовый во многих отношениях был продолжением пермского периода, хотя в это время постепенно понижалась высота материков, несколько расширилась площадь морей и океанов, началось увлажнение климата. В растительности развиваются новые формы, появившиеся в эпоху пермо-карбонового оледенения,- древнейшие примитивные хвойные (голосемянные), гинкговые (ныне сохранившиеся лишь в отдельных районах земного шара), вероятно, предки покрытосемянных. В водах морей - моллюски новых типов: аммониты, цератиты и иные головоногие; пресмыкающиеся приспосабливаются к жизни во всех трех стихиях - сухопутной, водной и воздушной: бесспорные низшие млекопитающие - еще не живородящие, а яйцекладущие.

Юрский период (190-140 млн. лет назад) -вновь океаническо-морской, теплый, когда моря заливали сушу, расчленяя ее. В это время начали формироваться современные Атлантический и Индийский океаны. Лесная растительность вновь занимает огромную площадь и начинает дифференцироваться в пространстве: на севере и в горных областях формируются леса покрытосемянных, лиственных и цветковых растений, а также хвойные; в теплых же низменных районах и в тропической зоне сохраняются древние леса.

Необычайно разнообразными становятся формы рептилий, в те времена еще не имевшие конкурентов в виде мелких, слабых и малочисленных млекопитающих. В мелководных бассейнах, озерах, лагунах, болотах, богатых пищей и труднодоступных для хищников, появились гигантские рептилии типа бронтозавров, на открытых пространствах - бегающие двуногие ящеры, в морях и океанах - помимо рыб (хордовых, костистых), рифообразующих кораллов и т. д., также крупные хищные рептилии - гигантские змеевидные мозозавры, рыбообразные ихтиозавры, длинношеие плезиозавры; в воздухе - крупные и мелкие летающие ящеры. В середине юрского периода в связи с распространением плодовых деревьев появились первоптицы и древесные млекопитающие, насекомые, пожирающие кору, плоды и нектар цветов, а следом за ними и древесные насекомоядные млекопитающие, которые позже, в конце мелового периода, стали предками всех современных высших млекопитающих.

Меловой период (140-70 млн. лет назад) в первую, большую свою часть отличался таким же, почти морским режимом, как и юрский, только площади континентов несколько выросли в результате тектонических движений в конце юры. В соответствии с этим и климат стал несколько суше и континентальнее, и в составе растительности все большую роль стали играть покрытосемянные и хвойные растения. Эти изменения были благоприятны для млекопитающих и птиц и невыгодны для рептилий. Поэтому начиная с конца юрского периода пресмыкающиеся, особенно гигантские, начали вымирать. Число их форм постепенно сокращалось, сокращалась и численность, особенно к концу мелового периода, когда на Земле вновь пробудились тектонические силы и площадь континентов снова стала расти. Это были первые отдаленные предвестники новой великой эпохи горообразования - альпийской, вновь перестроившей лик Земли.

К концу мела древние формы жизни либо исчезли совсем, либо были оттеснены в тропические области или изолированные районы. Новые же формы жизни, к которым из растений относятся покрытосемянные, цветковые, хвойные, а из животных - сумчатые млекопитающие и древние бескрылые, водоплавающие и летающие птицы, широко распространились, завоевав мир. И наконец, 70-100 млн. лет назад среди насекомоядных высших млекопитающих появилась важнейшая группа животных - приматы. Это были мелкие древесные животные вроде современных тупайи, которые в начале последней эры земной истории - кайнозойской (эры новой жизни), около 70 млн. лет назад, разветвились на долгопятов и полуобезьян (лемуров).

Последняя эра в истории Земли - кайнозойская, в которой живем и мы с Вами, началась около 70 млн. лет назад. Ее начало ознаменовалось новым развитием океанического режима, сокращением площади суши, смягчением и увлажнением климата и расширением зон теплолюбивой растительности. Это было время экспансии новой флоры - плодовых, лиственных и цветковых растений; архаическая растительность мезозойской эры была оттеснена в тропическую зону и изолированные районы. В самом начале новой эры вымерли последние остатки крупных рептилий и по земной поверхности широко распространились примитивные сумчатые млекопитающие. В середине первого периода кайнозоя - палеогена - отряд приматов дал новую ветвь - обезьян, предками которых был один из родов или семейств лемуров. Эти первые обезьяны не были похожи на современных, так как объединяли черты, характерные и для низших, так называемых широконосых, и для высших - узконосых, и даже для более поздних, человекоподобных (антропоидов) обезьян.

Разумеется, неспециализированная группа животных не могла долго оставаться единой, а потому еще задолго до конца палеогена распалась на три или четыре группы, формы и образ жизни представителей которых определились природными условиями тех районов, в которых они формировались. Это произошло около 35- 40 млн. лет назад, когда начались последние общепланетарные горообразовательные движения так называемого альпийского орогенеза. Тогда в возвышенных скалистых и лесных областях сформировались мартышковые обезьяны (мартышки, макаки, павианы), в тропических влажных лесах - гиббоновые, а в разреженных и пограничных с открытыми пространствами - древесные обезьяны или дриопитековые, близкие по типу к шимпанзе. Одновременно с усложнением географической обстановки с конца палеогена началась и смена животного мира: примитивные сумчатые млекопитающие постепенно сменялись высшими, плацентарными млекопитающими, у которых детеныши рождались полностью сформированными, способными у большинства видов к самостоятельной жизни.

Второй период кайнозойской эры - неоген - характеризуется в первой своей половине основной фазой альпийского горообразования. В это время обновились старые горные системы и выросли новые - Пиренеи и Атласские горы, Альпы, Карпаты, Балканы, Крымские и Кавказкие горы, Копетдаг и горы Ирана, Южный Тянь-Шань, Памир, Куньдунь, Каракорум, Гималаи, Кордильеры и Анды и многие другие. Колоссально разрослись площади материков - Средиземное море почти закрылось, распавшись на четыре бассейна. Африка соединилась не только с Азией, но и с Европой, горы альпийского пояса, сменив средиземный океан Тетис, тесно и навсегда связали южные материки с северными. Соединились также Северная и Южная Америка, с одной стороны, и Северная Америка (в который уже раз!) через Гренландию, Исландию и Британские острова - с Европой, а через сушу, существовавшую на месте Берингова пролива и моря,- с Азией. Таким образом, впервые за всю историю Земли широкое материковое кольцо отделило арктическую область от всех южных морей.

Как и в герцинскую эпоху, эти изменения привели к «иссушению» климата, широкому развитию обширнейших пространств, занятых саванной, степями, сухими степями, полупустынями и пустынями. Именно тогда сформировались Калахари, Сахара и аравийские пустыни. Снова понизились среднегодовые температуры на Земле и четвертичный период - тот, в котором мы живем, начался (2 или 3 млн. лет назад). Оледенение, по-видимому, началось в Антарктике, так как, по исследованиям антарктических экспедиций, сплошной ледяной покров появился там менее 20 млн. лет назад, и с тех пор он неизменно держится, лишь периодически несколько отступая или наступая по краям. В северном же полушарии, в районе Гренландии и п-ова Лабрадор, следы оледенения не обнаруживаются в отложениях древнее 3,5 млн. лет.

Распространение открытых пространств и разреженных лесов вызвало новое разветвление у высших приматов. Те из дриопитеков, которые остались жить в тропических лесах, специализировались к древесной жизни и дали ветвь орангоидов; те, что попали в пограничную зону тропических лесов и открытых пространств, расчленились на несколько ветвей: шимпанзоидную (шимпанзе и гориллы), гигантопитековую (это самые крупные из когда-либо живших обезьян) и рамапитековую.

Рамапитеки - самые интересные животные. При небольших размерах они были всеядными, в строении скелета имели много общего с непосредственными предками человека - австралопитеками, а также некоторые черты сходства с человеком. Многие исследователи полагают, что рамапитеки были прямоходящими и систематически употребляли в качестве орудий разные предметы природного происхождения - палки, камни и тому подобное, хотя прямых доказательств этому нет. Как ныне считает большинство антропологов, рамапитеки и стали предками непосредственных предшественников человека - австралопитеков, которые появились около 3 млн. лет назад.

Следующий этап развития Земли и жизни привел лик нашей планеты, растительность, животный мир к современному виду. Этому в значительной мере способствовали периодические эпохи похолодания, которых на протяжении последнего периода, называемого четвертичным, или антропогеном (из-за того, что главнейшим его событием было появление человека и человеческого общества), было не менее шести.

Так на протяжении 4,5 млрд. лет в процессе развития Земли как планеты возникла новая геосфера - биосфера, т. е. оболочка, состоящая из массы живого вещества, которая занимает поверхность суши, пронизывает верхние слои литосферы до глубин около 5-6 км (а может быть и больше), всю толщу гидросферы и нижний слой атмосферы - по крайней мере до высоты 9-10 км (т. е. тропосферу). С тех пор как биосфера возникла и закончила свое формирование около 400 млн. лет назад, она играет все более и более важную роль в жизни Земли.

Направленность эволюции

Эволюции биосферы посвящено множество книг, в том числе и популярных (Примеч.- См., например, Камшилов М. М. Эволюция биосферы.- М.: Наука, 1974.). К этой литературе мы и отсылаем интересующегося подробностями читателя. Для дальнейшего изложения важны, однако, не столько детали эволюционного процесса, сколько его общие закономерности. Прежде всего бросается в глаза прогрессивный характер эволюции. Несмотря на отдельные отступления и неудачи, в целом развитие органического мира Земли идет от низшего уровня организации к высшему. Однажды появившись, жизнь оказывается необычайно стойкой. Непрерывно завоевывая себе все новые и новые области, живые организмы множатся и совершенствуются.

Корни «дерева эволюции» уходят в неорганический мир. Его вершина представлена приматами, в том числе человеком. Но какое многообразие ветвей! Перед нами действительно огромное «древо», выросшее из ничтожного «семени». Многие его ветви «тупиковые». Такова, например, ветвь насекомых, судя по всему достигших апофеоза в своем развитии. Секреты эволюционного процесса были, как хорошо известно, в основном раскрыты Чарльзом Дарвином. «Три кита» дарвинизма - изменчивость, наследственность и естественный отбор - объясняют то, что до Ч. Дарвина считалось проявлением сверхъестественных сил. Работы Ч. Дарвина нанесли сильнейший удар по метафизическому взгляду на природу. Они доказали, что современный органический мир, а следовательно, и человек - это продукт процесса развития, который длился миллиарды лет.

Естественный отбор подхватывает любое полезное для организма наследственное изменение и закрепляет его в потомстве. Этот природный механизм, по мнению Ч. Дарвина, не только объясняет прогрессивный характер эволюции в прошлом, но обеспечивает и будущий прогресс. Разумеется, развитие человеческого общества подчиняется особым социальным законам и принципы дарвинизма не могут быть использованы в социологии. Но в отношении других живых существ прогнозы Ч. Дарвина вряд ли можно оспаривать, «Материал» для естественного отбора поставляет изменчивость организмов. Эти случайные изменения либо отсекаются отбором (если они неудачны), либо дают начало новым ветвям «древа эволюции».

Экспансия, агрессивность жизни - еще одна характерная черта эволюции. Если бы внешние условия не мешали размножению некоторых организмов, они за чрезвычайно короткие сроки породили бы колоссальные массы живого вещества. Так, некоторые бактерии, размножаясь, за несколько суток могут дать потомство, равное по массе земному шару! У высших организмов этот «напор жизни» хотя и ослаблен, но подчас проявляет себя весьма заметно. Жизнь всегда стремится занять как можно больше «места под солнцем». С помощью обмена веществ живые организмы стараются пропустить через себя и переработать возможно большее количество неживого вещества. Экспансия жизни выражается и в биологическом состязании организмов, в этой разновидности борьбы за существование, которая сыграла решающую роль в эволюции органического мира Земли.

Но здесь нам хочется подчеркнуть, что в истории земной жизни заметно проявилось и другое - великая тяга живых существ к объединению, к единству. На это обстоятельство впервые обратил внимание в 1880 г. русский зоолог К. Ф. Кесслер, по глубокому убеждению которого тяга к единству, стремление к взаимопомощи являются положительным фактором прогрессивной эволюции. Эту важную идею развил знаменитый русский ученый и революционер П. А. Кропоткин, который в малоизвестной, к сожалению, книге «Взаимная помощь, как фактор эволюции» писал: «В животном мире мы убедились, что огромнейшее большинство видов живет сообществами и что в общественности они находят лучшее оружие для борьбы за существование... Виды животных, у которых индивидуальная борьба доведена до самых узких пределов, а практика взаимной помощи достигла наивысшего развития, оказываются неизменно наиболее многочисленными, наиболее процветающими и наиболее приспособленными к дальнейшему прогрессу». Не в этой ли черте биологической эволюции таятся ее будущие успехи?

Самая, пожалуй, общая черта эволюции биосферы - накопление информации в ходе эволюционного процесса. Понятие «информация» не просто. Оно принадлежит к числу самых сложных в теоретическом отношении и в то же время самых действенных на практике понятий. Разнообразие - наиболее общий синоним информации. Биологическая информация заключается в необычайном разнообразии организмов. Она закодирована в клеточных ядрах и через гены передается при смене поколений. В ходе эволюции биосферы в целом наблюдается рост информации, ее накопление. Как считает А. И. Перельман, в отдельные эпохи прошлого наблюдались «информационные взрывы», выражающиеся в бурном развитии новых, прогрессивных групп организмов. Таково, например, «взрывообразное» развитие рептилий в триасовый период (240-185 млн. лет назад), развитие млекопитающих в палеогене и др. В ходе эволюции биосферы происходило, конечно, и «захоронение» информации, свидетельством чего служат мощные слои органогенных пород. Но ступенчатая лестница эволюции все же ведет вверх, к накоплению все большей и большей информации. Энергетическим источником этого процесса накопления служит главным образом солнечная энергия, воплощенная в жизнедеятельности земных организмов. Таким образом, как предлагает А. И. Перельман, можно сформулировать следующий закон прогрессивного развития биосферы: «По мере развития биосферы и аккумуляции солнечной энергии происходила дифференциация вещества, образование геохимических барьеров, росло число видов организмов, усложнялась их структура, т. е. увеличивалась неорганическая и органическая (биологическая) информация (Примеч.- Перельман А. И. Геохимия биосферы.- М.: Наука, 1973.).

Под знаком космоса

В главе об эволюции Земли и жизни мы видели, что развитие жизни на нашей планете неразрывно связано с этапами развития Земли как планеты, что каждой коренной перестройке земного шара отвечала соответствующая перестройка форм и преобладающего типа жизни. Однако эволюция органического мира Земли никогда не была изолированным от космоса процессом. Если солнечные ритмы, по-видимому, отразились в ритме жизни, а возможно, и в ритме геологических процессов, если излучение Солнца влияет на движение всей Земли в целом, отражаясь в скорости вращения Земли и движения ее полюсов, то тем более «дыхание космоса» должно было как-то сказаться на ходе эволюции биосферы. «Твари Земли,- писал В. И. Вернадский,- являются созданием сложного космического процесса, необходимой и закономерной частью стройного космического механизма...» (Примеч.- Вернадский В. И. Избр. соч., т. V,- М.: изд. АН СССР 1960 стр. 11.).

Прежде всего само гравитационное поле Земли, в обстановке которого возникла и развивалась жизнь, отразилось в строении и функционировании земных организмов. Впервые идеи о роли гравитации в биологии были высказаны в 1882 г. К. Э. Циолковским. В статье «Биология карликов и великанов» он писал: «Снова возникает вопрос: почему в процессе эволюции человек не превратился в лилипута, если так велики выгоды малых размеров? Во-первых, абсолютная сила органов у больших существ все-таки больше, и в борьбе их с малыми последним приходится плохо. Во-вторых, умственные способности у больших существ все же преобладают. Это прибавляет победные шансы в борьбе. Будь иная сила тяжести на нашей планете, и размер наиболее совершенных людей, как, впрочем, и всех других существ, изменился бы... На Марсе, Меркурии и других маленьких планетах и спутниках можно бы ожидать большего роста сухопутных животных и сильнейшего развития мозга, если бы не препятствовали другие неблагоприятные условия» (Примеч.- Циолковский К. Э. Биология карликов и великанов.- В кн.: Путь к звездам.- М.: Наука, 1960, стр. 315, 316.).

Эта идея о гравитации как важном факторе эволюции с большим трудом пробивала себе дорогу в науке. Лишь в 1960 г. была опубликована обстоятельная монография В. Я. Бровара (Примеч.- См. Бровар В. Я. Сила тяжести и морфология животных.- М.: Наука, 1960.), где на примере сельскохозяйственных животных анализируется связь строения их тела и гравитации. По мнению В. Я. Бровара, масса животного как механическая система не изолирована, она зависит от масс других тел, и в первую очередь, конечно, от массы нашей планеты. Сила тяжести, несомненно, влияет на возникновение и изменение многочисленных структурных и функциональных биологических особенностей любого живого существа нашей планеты.

Не только в работе самого В. Я. Бровара, но и в трудах советского биолога профессора П. А. Коржуева связь гравитации и эволюции показана на конкретных примерах (Примеч.- См. Коржуев П. А. Эволюция, гравитация, невесомость. - М.: Наука, 1971.). Так, например, в эпоху появления первых наземных животных природа поставила естественный эксперимент. Из водной среды, где тяготение ослаблено (точнее, вес уменьшен), животные перешли на сушу, в условия воздушной среды и максимального проявления гравитационного поля. Это вызвало перестройку всего их организма, и в первую очередь способов дыхания и передвижения. Когда некоторые группы млекопитающих (китообразные и др.) вернулись к водному образу жизни, т. е. перешли в условия уменьшенного веса, это сказалось и на их морфологии, и на физиологии.

У позвоночных животных в преодолении гравитации основная роль принадлежит скелету. Он обеспечивает механическую прочность организма и уровень его энергетических затрат. Но главное приспособление к новой среде при выходе позвоночных на сушу - образование в костях костного мозга, очага синтеза гемоглобина. Почему синтез гемоглобина в прежних органах (селезенка, почки), пригодных для обитателей морей, при выходе их на сушу был заменен синтезом в костном мозгу? В воде вес животного меньше, чем на суше, а в земных условиях животное должно не только передвигаться, но и поддерживать тяжесть своего тела, т. е. преодолевать гравитацию, что требует гораздо больших затрат энергии. Такие затраты не могли обеспечить почки и селезенка, но вполне обеспечил их костный мозг. Отсюда следует, что чем более активно наземное позвоночное животное, тем больше у него должно быть костного мозга и тем тяжелее скелет.

Мощные рога диких высокогорных баранов нужны им прежде всего как богатые поставщики гемоглобина, крайне необходимого в разреженной атмосфере. По тем же причинам скелет млекопитающих в период внутриутробного развития весит относительно значительно больше, чем у взрослых животных. Наоборот, у китообразных скелет и костный мозг развиты весьма умеренно. Вообще в ходе эволюции наземных позвоночных животных масса костного мозга неизменно возрастала, достигнув у птиц и млекопитающих огромных величин (до 13 % массы тела!).

В ходе эволюции биосферы менялся климат Земли и в целом, и в отдельных районах. Многократно наступали эпохи большего или меньшего оледенения. Они сменялись периодами влажными и теплыми. Вместе с тем много раз отступало и наступало море, утихала или, наоборот, усиливалась вулканическая и тектоническая деятельность. Вообще периодизация геологической истории, ее разделение на эры и периоды, связана с периодическими колебаниями тектонической и вулканической активности Земли и климата. Легко проследить, что именно к этим критическим моментам в эволюции Земли, отмеченным границами геологических эпох, приурочены главные этапы видообразования и коренного обновления флоры и фауны нашей планеты. В частности, и появление человека произошло во время последнего крупного четвертичного оледенения.

Случайны ли все эти связи? Вряд ли. Хотя биосфера эволюционирует по внутренним, присущим ей законам, внешние резкие перемены среды, по-видимому, стимулируют скачкообразные переходы органического мира с одного уровня развития на другой. Но если колебания климата и ныне и в далеком прошлом связаны с солнечной активностью, то тогда и в эволюции биосферы Солнце выступает как великий дирижер. Как увлекательна должна быть та, еще не написанная книга, где ход эволюции биосферы увязан с многоритмичными колебаниями солнечной активности, где регулирующая роль Солнца будет прослежена во всех деталях!

То, что колебания солнечной активности весьма заметно отражаются в жизни современной нам биосферы, не подлежит сомнению. Даже человек не освободился пока от вредных солнечных влияний и в колебаниях частоты заболеваний многими болезнями (грипп, тиф, энцефалит и др.) проглядывают солнечные ритмы. Так как в периоды повышенной солнечной активности размножение микроорганизмов усиливается, можно думать, что в органогенных осадках прежних эпох удастся проследить отражение солнечных циклов. Если это предположение подтвердится детальными исследованиями литологов, то гипотеза о связи ритма эволюционного процесса с солнечными ритмами получит опытное подтверждение. Пока же эта гипотеза имеет не только сторонников, но и противников, считающих, что в эволюции Земли и ее биосферы влияние Солнца или ни в чем не выразилось, или по крайней мере было несущественным.

Живое вещество и биосфера

Мы уже много раз употребляли этот образный термин «живое вещество», введенный в науку В. И. Вернадским. Под «живым веществом» он понимал совокупность всех живых организмов Земли, всю их суммарную живую массу. Не следует путать «живое вещество» Земли с ее биосферой - особой земной оболочкой, в которой существует и действует «живое вещество» и где проявляется его влияние. Кроме живого вещества в состав биосферы входит «биогенное вещество», т, е. органоминеральные, или органические, продукты, созданные «живым веществом» (например, каменный уголь, битумы, горючие газы, нефть). Есть и третий компонент биосферы - «биокосное вещество», созданное живыми организмами вместе с неживой природой. Таковы, скажем, биогенные осадочные породы, кислород, частично, может быть, азот атмосферы и т. п. «Живое вещество» Земли в настоящую эпоху представлено почти тремя миллионами видов животных, растений, микроорганизмов. Хотя на долю растений приходится «всего» 300 тыс. видов, именно растения благодаря фотосинтезу служат основой биосферы Земли. Из трех составляющих «живое вещество» микроорганизмы наиболее устойчивы к крайне суровым условиям внешней среды. Споры некоторых бактерий, например, остаются живыми в жесточайшем вакууме (10^-15 МПа), синезеленые водоросли великолепно себя чувствуют в активной зоне ядерных реакторов. Многие микроорганизмы, а также некоторые насекомые и высшие растения остаются жизнестойкими даже при температурах, близких к абсолютному нулю. Живые бактерии встречаются на дне океана, внутри земной коры, в стратосфере - на высоте 20 км. Благодаря микроорганизмам создается впечатление, что жизнь - явление очень стойкое и почти ничто (кроме высоких температур в сотню градусов и выше) не может убить живое. Правда, животные и растения, особенно высшие, значительно уступают в стойкости вездесущим микроорганизмам.

Общая «биомасса» всей суши составляет примерно три биллиона (2,7•10¹²) тонн. Из них на долю почвенных микроорганизмов приходится около миллиарда тонн. Общая масса животных суши не превышает 3 % от массы наземных растений (кстати сказать, по массе позвоночные составляют всего около 1 %.) Хотя в суммарной биомассе суши преобладает биомасса древесных сообществ, наибольший эффект в создании плодородия почв принадлежит почвообразующим бактериям и травянистым растениям. К сожалению, мы не можем пока достаточно уверенно распространить эту статистику на обитателей морей и океанов: изучение океанских глубин только начинается.

Одно из характерных свойств «живого вещества» - это накопление и сохранение в своей биомассе энергии солнечного излучения. Именно эта солнечная энергия преобразуется в энергию органических соединений, в конечном счете в энергетическую базу жизни. Присутствие «живого вещества» придает энергетическим явлениям на поверхности Земли своеобразный оттенок. В ходе эволюции «живое вещество» Земли четко разделилось на два яруса. Нижний ярус образуют автотрофные организмы, извлекающие необходимые для жизни энергию и вещество непосредственно из неорганической среды. Таковы, например, почти вся растительность, анаэробные бактерии и т. п. Организмы второго, верхнего, яруса называются гетеротрофными. Они питаются существами нижнего яруса (растениями) или себе подобными гетеротрофами (таковы все хищники). Микроорганизмы могут быть и авто- и гетеротрофными. В конечном же счете, повторяем, жизнь Земли черпает свою энергию от Солнца. Накопленная «живым веществом» энергия по праву может быть названа свободной. Всякие действия живых существ есть проявление этой свободной энергии. Она же особенно ярко проявляет себя в размножении всего живого, в этом саморасширяющемся процессе самовосстановления. Как уже говорилось, источником энергии всех процессов, происходящих в биосфере, служит Солнце - его свет и тепло, а также другие виды солнечных излучений. Живые организмы, как подчеркивал В. И. Вернадский, превращают эту космическую энергию в земную, химическую и создают бесконечное разнообразие нашего мира. Живые организмы своим дыханием, своим питанием, своим обменом веществ, своею смертью и своим размножением, постоянным использованием своего вещества, а главное - длящейся сотни миллионов лет непрерывной сменой поколений, своим рождением и размножением порождают одно из грандиознейших планетных явлений, не существующих нигде, кроме биосферы. Этот великий планетарный процесс, по учению В. И. Вернадского, есть миграция химических элементов в биосфере, движение земных атомов, непрерывно длящееся больше двух миллиардов лет согласно определенным законам.

Вихрь жизни, постоянно усиливающийся, вовлекает в круговорот веществ в природе все большие и большие количества неорганического материала. Благодаря этому «живое вещество» уже давно стало активнейшей геологической силой. За один год живые существа Земли пропускают сквозь себя почти столько же углерода, сколько находится его в земной коре. В морях и океанах образовались многокилометровые толщи осадочных пород. Масса углекислоты в органогенных известняках, этих породах, созданных «живым веществом», в 10 раз превышает массу ледяного панциря Антарктиды.

Живые существа можно уподобить крошечным, но весьма многочисленным химическим заводам. Моллюски накапливают из морской воды медь, асцидии - ванадий, медузы - цинк, олово, свинец, губки - йод. Как уже говорилось, серные бактерии «производят» серу, а фуксы и ламинарии накапливают алюминий и т. д. В живых организмах скапливаются огромные количества неорганических веществ. Например, бора, калия, серы морские организмы содержат в десятки раз больше, чем морская вода; железа, серебра, брома - в сотни раз; кремния и фосфора - в тысячи; меди и йода - в десятки тысяч; цинка и марганца - в сотни тысяч раз! Отмирая, «живое вещество» оставляет сконцентрированные им химические элементы в поверхностных слоях Земли. Миллиарды тонн различных веществ отдаются организмами во внешнюю среду и снова захватываются ими. Из органических соединений, когда-то составлявших живые организмы, возникли энергетически ценные горные породы (например, нефть, торф, уголь).

Живые существа не только накапливают химические элементы. В других ситуациях они, наоборот, распыляют их, участвуют в процессах выветривания. Все эти странствования химических элементов, увлеченных вихрем жизни, вся эта биогенная миграция химических элементов - одно из основных свойств биосферы. Оценивая с эволюционной точки зрения биогенную миграцию химических элементов, В. И. Вернадский пришел к двум эмпирическим обобщениям, названным им биогеохимическими принципами.

1. Биогенная миграция атомов химических элементов в биосфере всегда стремится к максимальному своему проявлению.

2. Эволюция видов в ходе геологического времени, приводящая к созданию форм жизни, устойчивых в биосфере, идет в направлении, увеличивающем биогенную миграцию атомов биосферы.

В сущности в этих двух принципах выражается вполне конкретно главное качество жизни - ее агрессивность, напор, стремление «переработать» как можно большее количество неорганического вещества, Жизнь - «живое вещество» - поистине является одной из самых могущественных геохимических сил нашей планеты. В. И. Вернадский писал, что в течение всего геологического времени, с криптозоя, заселение планеты должно было быть максимально возможным для всего «живого вещества», которое тогда существовало. Это положение можно считать, если это окажется нужным, третьим биогеохимическим принципом (Примеч.- Вернадский В. И. Химическое строение биосферы Земли и ее окружения.- М.: Наука, 1965, стр. 286.).

«Живое вещество» Земли на всех уровнях своей организации способно принимать и использовать информацию, поступающую из внешней среды. Так, фотосинтез растений контролируется сигналами внешней среды, несущими информацию о будущем состоянии этой среды (например, колебаниях температуры, светового режима). «Живое вещество» «штампует» сложнейшие органические соединения, что немыслимо без генетической информации, закодированной в нуклеиновых кислотах. В сущности в живом организме постоянно взаимодействуют информация и энергия. Чем совершеннее живое существо, тем большую информацию оно способно использовать. Именно эта способность и дает преимущества одним существам перед другими. Животные, например, используют информацию, поступающую не только из неорганической среды, но и от других живых организмов (например, запах зайца настраивает волка на преследование, а запах волка помогает зайцу избежать опасности).

«Живое вещество» активно противодействует возрастанию энтропии (так физики именуют меру вероятности осуществления данного состояния системы) (Примеч.- Энтропию можно также рассматривать как меру «беспорядка» в данной системе.). Жизнь постоянно и с великим упорством (по крайней мере в масштабах Земли) «упорядочивает» природу. Ход эволюции совершается от простого к сложному, от более вероятного к менее вероятному. Конечно, этот факт не противоречит второму началу термодинамики, согласно которому всякая замкнутая система стремится к тепловому равновесию, к состоянию максимальной устойчивости, т. е. к максимуму энтропии. Ведь биосфера - открытая саморегулирующаяся система, и если в ней энтропия уменьшается, то лишь за счет увеличения энтропии в окружающей среде.

Из внешней среды в «живое вещество» поступает множество сигналов. Эта информация позволяет «живому веществу» наилучшим путем использовать накопленную им энергию. По-видимому, в ходе эволюции постоянно создается «перенасыщение» биосферы информацией. И как электрон в атоме, получив извне энергию, переходит на более высокий энергетический уровень, так и «живое вещество», накопив «избыточное» количество энергии, переходит на высший организационный уровень, совершив тем самым очередной эволюционный скачок.

Жизнь сравнивают с вихрем, вовлекающим в круговорот все большие и большие количества неорганического вещества. Сравнение образное и точное: в биосфере действительно происходит усиливающийся от эпохи к эпохе биологический круговорот атомов. Наряду с образованием «живого вещества» и накоплением им энергии совершается и процесс противоположный - превращение сложных органических соединений в минеральные вещества (например, вода). При этом выделяется и энергия, отчасти в форме тепла, но главным образом в форме химической энергии, носителями которой являются природные воды и газы. В конце концов этот «вихрь жизни», это постепенное совершенствование живого вещества привели к качественно новому этапу в развитии биосферы - на земле появился человек.

БИОСФЕРА ПЕРЕХОДИТ В НООСФЕРУ

...В нашем столетии биосфера получает совершенно новое понимание. Она выявляется, как планетное явление космического характера...

Сейчас мы переживаем новое геологическое эволюционное изменение биосферы. Мы входим в ноосферу...

В. И. Вернадский

Человек разумный

Сознание в истории Земли появилось не беспричинно, не из «ничего», а значит, и не неожиданно. Оно увенчало, как итог, всю предшествующую эволюцию мира, как органическую, так и неорганическую. Великий акт появления человека - не случайность, а неизбежный в земных условиях результат непрерывного совершенствования живого вещества. Все шло к тому, что и случилось,- к появлению мысли.

В. И. Ленин писал: «... в ясно выраженной форме ощущение связано только с высшими формами материи (органическая материя), и „в фундаменте самого здания материи" можно лишь предполагать существование способности, сходной с ощущением» (Примеч.- В. И. Ленин. Полн. собр. соч., т. 18, с. 39-40.).

Действительно, все предметы и явления окружающего нас мира находятся во взаимосвязи и взаимодействии. Но отражение в философском смысле этого термина и есть проявление этой взаимосвязи, изменение одного тела, вызванное другим. Иначе говоря, отражение - это «след» взаимодействия или взаимосвязи предметов и явлений. След на проселочной дороге от протектора автомашины - это простейший пример механического отражения. Отклонение стрелки компаса под действием магнита - отражение воздействия магнитных полей. Наконец, обычное отражение предмета в зеркале - это также пример философского отражения, поясняющий, кстати сказать, и происхождение этого термина.

Высшие формы отражения связаны с жизнью. Как известно, всем живым существам присуща раздражимость - элементарная форма отражения. Она выражается в той или иной реакции живых существ на внешние раздражители (свет, колебания температуры и т. п.). Организм, воспринимая внешние раздражения, делает окружающий мир своим достоянием, тем самым внешнее для него становится «внутренним». Реагируя же на внешнюю среду, организм «внутренне» снова переходит во внешнее.

Раздражимость свойственна даже микроорганизмам. Например, пурпурные бактерии, освещенные пучком света, скапливаются в световом кружке, который для них играет роль световой ловушки. Легко вызвать раздражимость инфузорий, воздействуя на них некоторыми химическими веществами. Общеизвестны и реакции растений на внешние раздражители: вспомните, например, движение подсолнухов вслед за солнцем. На более высоком уровне организации раздражимость живых существ переходит в чувствительность - способность отражать отдельные свойства вещей в форме ощущений.

С зарождением нервной системы живые организмы приобретают способность восприятия, т. е. отражения целостного образа ситуации. Появляются элементы психики как функции нервной системы, с помощью которой отражение внешнего мира становится целостным и достаточно полным. Эволюция органического мира выражается, в частности, в совершенствовании форм отражения объективного мира. С момента появления ясно выраженной нервной системы (например, у позвоночных) рост и усложнение психики животных могут быть прослежены на прогрессивной эволюции нервной системы.

В 1851 г. американский ученый Д. Дана (1813- 1895 гг.) назвал подмеченную им прогрессивную эволюцию мозга у позвоночных «цефализацией», но сам воздержался от каких-либо объяснений этого факта. На «принцип Дана» не обратили внимание ни Ч. Дарвин, ни его ближайшие последователи. Между тем факт цефализации имеет немалое значение. В нем выражается предыстория создания, его эволюционные, биологические предпосылки.

«Обобщение Дана,- писал В. И. Вернадский,- заключается в следующем: в эволюционном процессе мы имеем в ходе геологического времени направленность... Нет ни одного случая, чтобы появился перерыв и чтобы существовало время, когда добытые этим процессом сложность и сила центральной нервной системы были потеряны и появлялся геологический период, геологическая система с меньшим, чем в предыдущем периоде, совершенством центральной нервной системы» (Примеч.- Вернадский В. И. Химическое строение биосферы Земли и ее окружение -М.: Наука, 1965, с. 193.). Но следует оговорить, что этот принцип оправдывается лишь на переломных этапах развития живого, а непрерывно прослеживается лишь на той ветви приматов, которая дала человека. Так, среди человекоподобных обезьян наиболее развитыми были крупные австралопитеки, но они все вымерли, а менее развитые гориллы и шимпанзе существуют до сих пор.

При всей сложности психики высших животных в ней отсутствуют понятия - характерная черта сознания. Нет и самосознания, самооценки, присущей человеческому разуму. Зато сильно развито бессознательное - инстинкты. Когда же и как из бессознательного родилось сознание, когда на Земле впервые засветилась мысль?

Рассматривая путь эволюции Земли и жизни, мы остановились на том, что в конце неогена, около 5 млн. лет назад, среди приматов появились высокоразвитые обезьяны - австралопитеки (южные обезьяны). Они были распространены очень широко - от Южного Китая на востоке до Восточной Африки на западе включительно. Это были обезьяны ростом не более 1,2- 1,4 м, с нижними конечностями, очень близкими по строению к современным человеческим, что свидетельствует о двуногом способе передвижения. В остальном эти обезьяны были похожи на шимпанзе и имели некоторые черты, близкие гориллам. Только лицо у них не так сильно выступало вперед, было более плоским и походило на человеческое. Судя по строению зубов, они ели все подряд и вели исключительно наземный образ жизни. Это обстоятельство обусловило, по сравнению с другими человекоподобными обезьянами, особенности их поведения. Не обладая колоссальной физической силой, как древние гигантопитеки и современные гориллы, мощными зубами, они должны были компенсировать свою слабость чем-то иным.

Давно уже зоологи заметили, что в трудных условиях животные различных видов (даже те, для которых стадный образ жизни не характерен) собираются вместе, иногда огромными массами. Так и у австралопитеков: по многим данным, они образовывали относительно большие стада, иногда, вероятно, как у павианов, до 200 особей. Также известно, что многие высшие животные (например, кошки) часто манипулируют предметами. Обезьяны даже используют предметы - палки, камни - в случае необходимости в качестве орудий. У австралопитеков, очевидно, такая орудийная деятельность носила более систематический характер. С помощью палок и камней они подобно шимпанзе убивали ящериц и мелких животных, сбивали труднодоступные плоды, доставали мед земляных пчел.

И вот около 2,5 млн. лет назад австралопитеки некоторых групп перешли к изготовлению орудий и совместному строительству убежищ в виде кольцевых стенок, т. е. к труду. «Сначала труд, а затем и вместе с ним членораздельная речь явились двумя самыми главными стимулами, под влиянием которых мозг обезьяны постепенно превратился в человеческий мозг...» (Примеч.- К. Маркс и Ф. Энгельс. Соч., т. 20. с. 490.).

Труд создал самого человека. Труд, деятельность рук, развитие мозга, речь, организация общественного производства - вот главнейшие факторы, превратившие первобытное стадо в первобытное общество. Начало же формирования общества совпадает с первоначальным зарождением сознательного труда.

Однако само становление труда еще не характеризуется началом изготовления орудий, так как труд носит общественный, коллективный характер, а австралопитеки, начавшие изготовлять орудие, использовали его только для себя, в крайнем случае для своей семьи. Понадобилось еще около двух миллионов лет, несколько эпох похолоданий, когда жизнь в изменившихся, ухудшенных условиях требовала коллективных усилий для того, чтобы выжить. Только около 700 тыс. лет назад, в эпоху крупного и длительного оледенения, охватившего южные районы умеренной зоны и даже некоторые области субтропиков, появились древнейшие настоящие люди - архантропы (питекантропы Явы, Китая, Восточной и Северной Африки и юга Восточной Европы и Палестины). Последнее крупнейшее по площади оледенение, около 100-200 тыс. лет назад, ознаменовалось появлением примитивного разумного человека - неандертальца, а около 50-60 тыс. лет назад, в эпоху последнего оледенения, оформился, наконец, человек современного типа.

О происхождении человека написано множество книг и здесь нет необходимости подробно останавливаться на этой интереснейшей теме. Подчеркнем, однако, два важных обстоятельства. Во-первых, в постепенном становлении человека наблюдается прогрессивное развитие центральной нервной системы, ее постепенное усложнение - верный признак совершенствования психики. Второе, не менее важное обстоятельство - ускорение эволюционного процесса. От появления первых млекопитающих до ответвления от них гоминид прошли сотни миллионов лет. Спустя еще примерно 10 млн. лет появились австралопитеки. От них до первых питекантропов протекло еще около 4 млн. лет. Но переход от питекантропа к неандертальцу занял уже всего несколько сотен тысяч лет, а спустя сотню тысяч лет на Земле появился «человек разумный».

Но это было не просто появление нового вида. Произошел великий качественный скачок в истории Земли. Возник не просто человек, а человеческое общество. Началась человеческая история, объясняемая своими, особыми социальными законами.

Животные приспосабливаются к окружающей среде. В отличие от них человек с помощью орудий труда и общественного производства сам изменяет внешнюю среду, природу, заставляя ее служить своим человеческим целям. Но этому воздействию человека на природу пока свойственны черты, отмеченные еще Ф. Энгельсом: «И так на каждом шагу факты напоминают нам о том, что мы отнюдь не властвуем над природой так, как завоеватель властвует над чужим народом, не властвуем над ней так, как кто-либо находящийся вне природы,- что мы, наоборот, нашей плотью, кровью и мозгом принадлежим ей и находимся внутри ее, что все наше господство над ней состоит в том, что мы, в отличие от всех других существ, умеем познавать ее законы и правильно их применять» (Примеч.- К. Маркс и Ф. Энгельс. Соч., т. 20, с. 496.).

В прошлом Земли роль человека была ничтожна. Совсем иначе выглядит эта роль сегодня и особенно в будущем.

Становление ноосферы

С появлением человека на Земле начал действовать новый, невиданный ранее геологический и космический фактор - человеческий разум. Мысль зародилась в биосфере и поначалу немногочисленные мыслящие существа были редким исключением в немыслящем растительном и животном царстве. Трудно было бы в ту пору представить себе великое будущее человеческого рода, ту эпоху, когда мыслящие существа своим трудом начнут преобразовывать всю планету, когда научная мысль станет, по выражению В. И. Вернадского, «планетным явлением».

Между тем исторический опыт человечества показывает, что внутри биосферы зарождается новая, «мыслящая» оболочка Земли - ноосфера. И этот процесс не случайность, а закономерность, подготовленная всем ходом предшествовавшей эволюции материи. Что же такое ноосфера и почему ее становление может служить прочным фундаментом оптимизма, веры в великое будущее человечества?

Слово «ноосфера» в буквальном переводе с греческого означает «сфера разума», или «разумная оболочка» (от греческого «ноос» - «разум»). Общая идея учения о ноосфере созрела у В. И. Вернадского еще в конце прошлого века, хотя в научный обиход термин «ноосфера» был впервые введен в 20-х годах текущего столетия П. Тейяром де Шарденом и Э. Леруа. Первый из них - известный палеонтолог и в то же время богослов, основной труд которого «Феномен человека» был издан в Советском Союзе (Примеч.- Тейяр де Шарден П. Феномен человека.- М.: Прогресс, 1965.). Как и богослов Э. Леруа, П. Тейяр де Шарден считал себя последователем и учеником известного французского философа-идеалиста А. Бергсона, в книге которого «Творческая эволюция» прогрессивное развитие органического мира Земли рассматривается с идеалистических позиций как некий процесс постепенного «одухотворения» природы. П. Тейяр де Шарден и Э. Леруа были знакомы со взглядами В. И. Вернадского, который в 1922- 1923 гг. в Сорбонне читал лекции по геохимии и биохимии. Поэтому основоположником учения о ноосфере с полным основанием следует считать нашего великого соотечественника, тем более что философские концепции его французских коллег увели их далеко от естественно-научных представлений о ноосфере в сторону метафизических богословских спекуляций. В отличие от них, ноосферой В. И. Вернадский называл биосферу, преобразованную разумной деятельностью человека.

Итак, ноосфера - «мыслящая оболочка» Земли, царство человеческого разума. Было бы большой ошибкой отождествлять возникновение ноосферы с появлением на Земле мыслящих существ. В ту пору впервые засверкали на нашей планете отдельные искорки разума, которые занимали лишь малые очаги на поверхности нашей планеты. Да и деятельность их, технически тогда слабо вооруженных, не столь уж сильно отличалась от деятельности животных. Только после овладения человека огнем, когда он смог начать освоение обширных областей Земли, ранее для него недоступных, и особенно после появления человека современного типа, когда резко выросла численность человечества и оно заселило почти все континенты и начало осваивать океанические просторы, результаты деятельности человека стали оставлять следы.

Эти следы исследователи сейчас обнаруживают в форме вторичных, самовосстановившихся лесов там, где прежние леса некогда были сведены, по-видимому, древними людьми. Наряду с растительностью древний человек истребил и многие виды животных, ныне не существующие. И только за время не более чем 6 тыс. лет устанавливаются следы созидательной деятельности человека в виде, например, областей, естественно бесплодных, превращенных в плодородные населенные области. Но все это носило более или менее локальный характер. По мнению В. И. Вернадского, создание ноосферы требует проявления человечества как единого целого и это есть его неизбежная предпосылка.

Лишь после эпохи Великих географических открытий люди составили себе общее, хотя еще и не полное представление о своей планете. Европейцы узнали о существовании неизвестных материков и народов. Аборигены открытых европейцами стран почувствовали на себе несовершенство и агрессивность «цивилизованных» европейских сообществ. Планетарные представления о Земле были приобретены ценою крови и страданий миллионов людей. Но в конце концов человек заселил всю Землю, не исключая и суровейшего из материков - Антарктиды, где на наших глазах был высажен и прочно закрепился международный научный десант.

Производственные, экономические связи народов и стран постепенно привели к тому, что ныне ни одна страна не может нормально развиваться, изолировав себя от других стран и народов. А всякие изменения ситуации на мировом рынке сразу же отзываются в экономике подчас весьма далеких в географическом отношении стран. Человечество сплачивают не только производственные и экономические связи. Современные средства сообщения, в особенности авиация, делают в принципе легко и быстро достижимым любой уголок Земли. Благодаря средствам сообщения непрерывно идет не только обмен товарами между государствами, но и обмен людьми, совершающийся в различных формах. Радио и телевидение позволяют каждому видеть и слышать то, что происходит от него за тысячи километров. Высокоразвитая техника сделала внутренние информационные связи человечества необычайно мобильными: утром, включая радио или разворачивая газету, мы узнаем главные новости из жизни всего земного шара.

Как и производство, наука в наши дни немыслима без интернациональных связей. Государство, оградившее себя от экономических и научных связей с остальным миром, обречено на прозябание. Наоборот, глобальные научные связи, выражающиеся, в частности, в международных конференциях, экспедициях, исследованиях, обеспечивают стремительный рост научной мысли - основы ноосферы. Но ни необходимость и неизбежность тесных производственных, экономических, научных и культурных связей, ни то, что основа существования человеческого общества - производство все более и более становится общественным, даже общечеловеческим, не делают человечество единым. Общественный характер производства требует и общественной собственности на средства производства, международный его характер требует преодоления узких, групповых интересов, единения человечества, К этому идет производство с тех пор, как возникло человечество.

Неизбежность и закономерность такого хода событий обоснованы марксизмом-ленинизмом, и это понимал В. И. Вернадский, когда в одной из своих работ о ноосфере говорил, что «...уже более чем два столетия, особенно в XX веке, народные массы выступили созцательно на политическую и социальную арену, явились политической силой... Впервые в истории человечества интересы народных масс... определяют жизнь человечества, являются мерилом его представлений о справедливости» *.

Таким образом, зарождение ноосферы есть результат двух взаимосвязанных процессов - развития производства и научно-технической и социальной революций. И то и другое рассматривается В. И. Вернадским как неизбежный и прогрессивный процесс в эволюции органического мира Земли. Он писал: «...Человек сейчас намеренно и стихийно меняет всю окружающую его природу, является геологической силой, ближайшее будущее которой почти безгранично, и человеческий разум и воля способны целиком переработать всю окружающую его природу...

...В гуще, в интенсивности и сложности современной жизни человек практически забывает, что он сам и все человечество, от которого он не может быть отделен, наразрывно связаны с биосферой - с определенной частью планеты, на которой они живут. Они геологически закономерно связаны с ее материально-энергетической структурой.

...Человечество, взятое в целом, становится мощной геологической силой. И перед ним, перед его мыслью и трудом, становится вопрос о перестройке биосферы в интересах свободно мыслящего человечества как единого целого. Это новое состояние биосферы, к которому мы, не замечая этого, приближаемся, и есть ноосфера» (Примеч.- Вернадский В. И. Химическое строение биосферы Земли и ее окружения.-М..: Наука, 1965, с. 272, 324, 328.).

В становлении ноосферы огромная роль принадлежит науке и технике, этим проявлениям человеческого разума. В таких условиях деятельность даже отдельных личностей (ученых, изобретателей, государственных деятелей) иногда приобретает очень большое значение. Вот почему, как указывал В. И. Вернадский, великим основоположникам марксизма-ленинизма в этом отношении принадлежит особая заслуга. В работе «Научная жизнь как планетное явление» В. И. Вернадский писал: «Маркс, Энгельс, Ленин - были крупными мыслителями и не менее крупными политическими деятелями... Социальное благо являлось целью и смыслом их жизни. Мы видим на примере этих людей реальное, огромное влияние личности не только на ход человеческой истории, но через нее и на ноосферу».

С другой стороны, переход к ноосфере, становление этой новой оболочки Земли немыслимы без разумной организации жизни и труда огромных, миллионных масс людей. Что, как не сознательный труд народных масс, направленный на благо человечества, может стать реальным фактором в прогрессивном развитии ноосферы? По убеждению В. И. Вернадского, «социальная отсталость мешает проявиться совершающемуся перевороту в реальной силе человека» (Примеч.- Вернадский В. И. Химическое строение биосферы Земли и ее окружения.- М.: Наука, 1965, с. 272, 324, 328.), и потому социальные революции, переход от капитализма к социализму и коммунизму есть не менее важные предпосылки создания ноосферы, чем прогресс науки и техники.

Последовательное развитие понятия ноосферы в духе В. И. Вернадского дано, по мнению автора, в обстоятельной работе Ю. П. Трусова и других советских ученых (Примеч.- Природа и общество. Под ред. Ю. П. Трусова -М.: Мысль, 1968, с. 28-46.). Ю. П. Трусов считает, что в ноосфере могут быть выделены различные структурные элементы, такие, например, как люди, техника, природа, на которую воздействует человек. Следовательно, в ноосфере надо различать ее вещественную сторону (технику, человеческое общество, ту часть природы, которая уже затронута действиями человека) и сторону идеальную (мыслительная деятельность человека, его разум, его знание, иначе говоря, отражение в психике человека в отдельности и человечества в целом объективного мира). В сущности ноосферу можно рассматривать как сферу взаимодействия природы и общества, в которой люди разумно и целесообразно, со знанием законов природы направляют и контролируют ход природных процессов (Примеч.- Подробнее см. Перельман Л. И. Геохимия биосферы.- М.; Наука, 1973.).

Характерно, что, зародившись в качестве оболочки Земли, ноосфера принципиально не ограничена рамками нашей планеты. Могущество разума беспредельно, и уже сегодня человек вступает в эпоху освоения Солнечной системы. В. И. Вернадский писал: «Мысль не есть форма энергии, как же может она изменять материальные процессы?

...В нашем построении окружающей природы у нас нет, казалось бы, места для человеческого разума, как геологической силы, так как он не является формой энергии...» (Примеч.- Вернадский В. И. Химическое строение биосферы Земли и ее окружения.-М.: Наука, 1965, с. 272, 328.). Действительно, разум не является формой энергии, а производит действия, как бы ей отвечающие. Наблюдается, возможно, лишь кажущееся противоречие с законом сохранения энергии, решить которое В. И. Вернадский так и не смог. Заметим, что и сегодня вопрос о механизме превращения идеального в реальное - в сущности главный вопрос в теории ноосферы - остается нерешенным. Важность этой проблемы в свое время была подчеркнута В. И. Лениным: «Мысль о превращении идеального в реальное глубока: очень важна для истории. Но и в личной жизни человека видно, что тут много правды» (Примеч.- В. И. Ленин. Полн. собр. соч., т. 29, с. 104.).

И у отдельного человека, и в ноосфере идеальное неотделимо от вещественного. Мыслящий человек органически сочетает в себе идеальное (мысль) и вещественное (мозг). Идеальный компонент ноосферы «овеществлен» в электромагнитных волнах, в книгах и журналах, в социальных научных организациях, в технике, в нервной системе людей - короче говоря, во всем том, что мыслит или что является вещественным продуктом разума (Примеч.- Подробнее об идеальном и реальном см. Ильенков Э. В. Об идолах и идеалах.- М.: Мысль, 1968.). Как же связано учение о ноосфере, созданное В. И. Вернадским, с теорией научного коммунизма, с марксистско-ленинским учением о природе и обществе?

Связь здесь глубокая, органическая, вытекающая из существа явления. Ноосфера - сфера разума, в которой постепенно должна осуществиться оптимальная регуляция как внутри человеческого общества, так и во внешних взаимоотношениях общества с природой. Но ведь коммунистическое общество всегда мыслилось теоретиками марксизма-ленинизма как общество, идеально регулируемое в своих внутренних и внешних связях. Тем самым учение о ноосфере смыкается с марксистско-ленинским учением о коммунизме.

Факты показывают, что «ныне жизненной необходимостью для человечества становится разумное использование процессов природы в планетарном масштабе, которое только и может сделать человека подлинным хозяином Земли. Эта необходимость нашла себе выражение и в выработанном естествознанием понятии ноосферы, как сферы организованного посредством сознательной человеческой деятельности взаимодействия природы и общества... Создание такой ноосферы предполагает планомерное использование сил природы в масштабе целых стран и континентов, а это не по плечу капиталистическому обществу, для этого нужна общественная собственность на средства производства. Разумеется, это требует разумного и эффективного планирования производства, целесообразного хозяйствования, что не достигается автоматически и в условиях социализма» (Примеч.- Основы марксистско-ленинской философии.- М.: Политиздат, 1973, с. 245.). Хорошо известно, какое огромное значение придавал К. Маркс науке, ее роли в построении коммунистического общества. В. И. Вернадский писал в своих дневниках: «Маркс ясно видел, что мысль человека создает производительную силу. Еще больше и глубже это проявится в ноосфере. (Дневниковые записи. 1941 -1943).

Вера в силу человеческого разума, в неодолимость прогрессивного развития человечества особенно сильно проявилась у В. И. Вернадского в годы Великой Отечественной войны. В самые тяжелые месяцы, когда положение на фронте оставалось очень напряженным (июль - ноябрь 1941 г.), В. И. Вернадский твердо верил в неизбежное поражение фашизма как силы, пытавшейся противодействовать всему ходу мирового процесса, повернуть течение истории вспять. «Геологическая основа планетарного характера,- подчеркивал он,- не может позволить истории повернуть вспять, восстановить рабство и сделать идеалом неравенство людей... Я смотрю на все с точки зрения ноосферы и думаю, что в буре и грозе, в ужасах и страданиях стихийно родится новое прекрасное будущее человечества... Идеалы нашей демократии идут в унисон со стихийным геологическим процессом, с законами природы, отвечают ноосфере. Можно смотреть на наше будущее уверенно. Оно в наших руках. Мы его не выпустим» (Примеч.- Вернадский В. И. Научная мысль как планетное явление.- М.: Мысль, 1980.).

Этот несокрушимый оптимизм - характерная черта мировоззрения В. И. Вернадского. Его источник - глубокое осознание неизбежно прогрессивного характера развития органического мира Земли, включая и развитие человечества. В ходе же единого мирового процесса развития, нашедшего свое отражение и в человеческой истории, действуют глубинные силы, сметающие на своем пути всякое противодействие. С этой точки зрения, всякие пессимистические прогнозы о неизбежности гибели земной цивилизации выглядят прежде всего как нечто антинаучное. «Цивилизация культурного человечества,- писал В. И. Вернадский,- поскольку она является формой организации новой геологической силы, создавшейся в биосфере, не может прерваться и уничтожиться, так как это есть большое природное явление, отвечающее исторически, вернее, геологически сложившейся организованности биосферы... Страхи обывателей... о возможности гибели цивилизации связаны с недооценкой силы и глубины геологического процесса, каким является происходящий, ныне переживаемый переход биосферы в ноосферу» (Примеч.- Вернадский В. И. Научная мысль как планетное явление.- М.: Мысль, 1980.).

В биосфере организующий элемент - живое вещество, в ноосфере - человеческое общество. Совершенно очевидно, что отношение общества к природе в очень сильной мере зависит от социальной структуры общества. Капиталистический строй, частная собственность на средства производства создают принципиальные трудности в формировании ноосферы, в чем мы еще не раз в дальнейшем убедимся. Наоборот, коммунистическое общество есть единственная социальная формация, которой в принципе доступна реализация ноосферы не только на Земле, но и за ее пределами. Конечно, это не означает, что все совершенное в капиталистических странах неразумно и противоречит ноосфере или что социалистический строй сам по себе, без труда и усилий, автоматически породит ноосферу. Новая геологическая оболочка Земли рождается, как считал В. И. Вернадский, в грозе и буре - буре социальной и научно-технической революции. Но гром гремит лишь над отживающим свой век капитализмом, который мешает человечеству создавать ноосферу. В развитии ноосферы определяющую роль играют не естественно-биологические, а социальные законы.

Вторая природа

Труд, очеловечивший обезьяну, стал важнейшим фактором, определяющим развитие, эволюцию человеческого общества. Ведь кроме членораздельной речи и способности к абстрактному мышлению, человека отличает от животных производство орудий труда, т. е. техника в самом общем смысле этого слова и сам труд как общественное, коллективное действие. Развитие человека, человеческого общества связано с необходимостью расширения производства, а следовательно, с совершенствованием его искусственных органов - орудий, средств труда. «Человек развивается как социальное существо без коренного изменения своей биологической природы... Именно потому, что развитие человека выражается прежде всего в изменении его социальных органов - средств труда, оно не имеет естественных границ» (Примеч.- Основы марксистско-ленинской философии.- М.: Политиздат, 1973, с. 240.).

Уже тот факт, что с помощью науки и техники человечество на наших глазах выходит за пределы своей планеты, рождает оптимистическую уверенность в великом космическом будущем человечества. И мы постараемся показать, что эта уверенность покоится на прочных основах. С появлением человека эволюция в растительном и животном мире, разумеется, не прекратилась. Но отныне не она задает тон в истории Земли. Развитие производительных сил стало движущей силой прогресса человеческого общества.

Нет ни одного континента, где бы не жил и не трудился человек. Даже в Антарктиде, суровейшем из материков, работают постоянные научные станции - первый признак начавшегося на наших глазах заселения Антарктиды. Морские и океанские просторы бороздят бесчисленные суда, в атмосфере летают самолеты, вертолеты, а за ее пределами - космические ракеты. Человек стал на Земле почти вездесущим. А там, где есть человек, присутствует и техника. Человек заметно изменил облик своей планеты. Он покрыл ее поверхность городами и другими поселениями, густой сетью железных и шоссейных дорог, прорыл каналы, создал искусственные водохранилища и зеленые насаждения, засеял поля. Короче, возникли небывалые прежде искусственные ландшафты. С помощью техники человек создал «вторую природу», т. е. мир искусственных насаждений, водотоков, бассейнов, сооружений - всего того, чем техника видоизменила окружающую среду. Эта новая среда жизни человека по-новому определяет и его взаимоотношения с естественной природой. Все говорит о том, что человек способен в дальнейшем коренным образом преобразовать природу нашей планеты.

Космонавт, наблюдающий Землю с Луны, даже на фотографиях не обнаружит следов деятельности человека. Только с орбит околоземных стационарных лабораторий и искусственных спутников с помощью специальной чувствительной аппаратуры и увеличенных фотографий обращают на себя внимание массивы полей, некоторые каналы и искусственные водоемы, крупные города и промышленные центры. Так что в целом, как это подтверждают и космонавты, летавшие вблизи Земли, наша планета имеет пока естественный облик. Но это взгляд из космоса. С нашей же, наземной точки зрения, уже сегодня техническая деятельность человека приобрела поистине планетарные масштабы. Несколько примеров должны подтвердить этот тезис (Примеч.- Подробнее см. Биосфера.- М.: Мысль, 1972, с. 5.).

По приближенным оценкам академика А. Е. Ферсмана, за последние пять столетий человечество извлекло из недр Земли не менее 50 млрд. тонн углерода, 2 млрд. тонн железа, 20 млн. тонн меди, 20 тыс. тонн золота. Тем самым благодаря технике началась искусственная миграция химических элементов, этот «вихрь», создаваемый жизнью и становящийся все сильнее и сильнее. Лишь за последнее столетие промышленные предприятия выбросили в атмосферу около 360 млрд. тонн углекислого газа. Ныне ежегодно сжигается 2,5 млрд. тонн каменного угля, 1,5 млрд. тонн нефти (наряду с другими горючими материалами). Это означает, что каждый год в земную атмосферу добавляется 8-10 млрд. тонн углекислоты. Такие количества ничтожны для земного шара или даже для литосферы и атмосферы в целом, но зато весьма ощутимы для непосредственно окружающей человека среды.

Загрязняет воздух не только углекислый газ, но и производственная пыль, хорошо знакомая каждому жителю крупного города. Так, на территории Великобритании ежегодно осаждается 4,5 млрд. тонн этой пыли, а в Нью-Йорке на каждую квадратную милю ежемесячно выпадает 112 тонн сажи. На Земле создано более 10 тыс. искусственных водоемов общей площадью около 500 тыс. км², что составляет уже 1/5 общей площади всех естественных озер. Тем не менее проблема получения пресной воды для питья и промышленных целей становится достаточно острой. Например, уже к 1980 г. в США используемые ныне ресурсы пресной воды могли быть исчерпаны. Надо, однако, заметить, что на всем земном шаре содержится 30,5 млн. км³ пресной воды, но из них 97 % сосредоточены в горных ледниках и полярных шапках и пока человеком не используются. В резерве - и неопресненные, соленые воды морей, океанов, и солоноватые воды подземных источников. Так что человечество использует пока лишь 0,06 % всех запасов воды на земном шаре, равных примерно 1,5 млрд. км³ (Примеч.- См. Павлов Ю. Сколько воды нужно людям? - Наука и жизнь, 1970, № 8, с. 58.). Однако, это не умаляет угрозы водного кризиса.

Человек создал новый тип осадконакопления, например промышленные отходы разного вида. Искусственная порода - цемент ежегодно вырабатывается в количестве около четверти миллиарда тонн. Появилось как плод человеческой техники и огромное множество других новых пород (силикатных, керамических). Человек создает искусственные алмазы, кварц, слюду. Синтетические материалы заполняют не только рынок. Они стали постоянным, растущим в процентном отношении элементом «второй природы».

Развитие промышленности неизбежно связано с нагревом окружающей среды. Сегодня это энерговыделение в ходе промышленных процессов составляет около 0,01 % той энергии, которую получает Земля от Солнца. Но как считают некоторые ученые, через 50-60 лет оно может возрасти (при существующих темпах развития промышленности) до 1-2 %, а тогда средняя температура тропосферы возрастает на 1 - 2 °С, что вызовет таяние больших масс льда и нежелательные изменения климата всей планеты.

И еще один пример. Благодаря развитию телевидения и радиосвязи Земля превратилась во второе (после Солнца) «радиосветило» Солнечной системы. Антенны бесчисленных передатчиков часть радиоволн излучают в космос, и это создает планетарный эффект, в миллионы раз превышающий естественное радиоизлучение Венеры или Меркурия.

«Конец второго тысячелетия,- пишет член-корреспондент АН СССР В. А. Ковда,- завершается глобальным воздействием человечества на структуру и функции биосферы. Развеян миф о бесконечности и неисчерпаемости ресурсов биосферы - водных, биологических, минеральных и др. На любом участке суши или водоема можно встретить «следы человечества». Нарушений «равновесий» в природе так много, что люди все чаще задумываются над проблемой «человек и биосфера». Мощная и разветвленная индустрия, поглощая и перерабатывая много сырья, все сильнее загрязняет планету, размеры которой конечны. Значение обратных связей возрастает, человечество уже испытывает на себе «ответный удар» загрязненной им биосферы... Число проблем общечеловеческого и планетарного значения резко нарастает, а многие «победы» человека над природой нуждаются в пересмотре» (Примеч.- Биосфера к ее ресурсы/Под ред. В. А. Ковда.- М.: Мысль, 1971, с. 5.). Об этом говорил еще Ф. Энгельс.

Такой пересмотр должен начаться, очевидно, с теоретического осмысливания происходящего. Надо прежде всего понять, по каким законам развивается ноосфера, а познав эти законы, использовать их на благо человека. Хотя ноосфера сегодня представляет собой своеобразный результат взаимодействия природы и производственной деятельности человека, ее особенности пока еще остаются схожими с характерными чертами биосферы. Прежде всего благодаря производственной деятельности человека продолжается (во все ускоряющемся темпе) процесс накопления свободной энергии, способной к «полезному» превращению. Иначе говоря, та открытая энергетическая система, которую мы называем ноосферой, развивается от простого к сложному, от более вероятного (в термодинамическом смысле) к менее вероятному. В ходе человеческой истории усложняются производство и техника, а тем самым уменьшается общая энтропия ноосферы. В ходе технического прогресса организация, совершенство производства и техники возрастают.

Как и в биосфере, в ноосфере непрерывно происходит взаимодействие энергии и информации. Но только размах и темпы этого процесса, очевидно, больше, чем, в «немыслящем» живом веществе. В биосфере действовал и действует крайне медлительный естественный отбор. Развитие производства, вызывая необходимость совершенствования техники, производит очень быстрый «искусственный отбор», отбрасывая негодные проекты и выбирая лучшее. «Живое вещество» вовлекает в вихрь жизни множество химических элементов литосферы, гидросферы и атмосферы. Но ведь аналогичная миграция элементов осуществляется и производственной деятельностью человека. Совершенствование производства, его технологии, как катализатор, ускоряет течение химических реакций. Каждые 15-20 лет удваивается производство меди, олова, железа, вольфрама, углерода и других элементов. Производственный вихрь, вовлекающий их в круговорот, крепчает с каждым годом. И он вводит в эту «техногенную миграцию» все новые и новые элементы. Так, еще в начале нашего века алюминий ценился дороже золота, а теперь его ежегодно вырабатывают 7-8 млн. тонн. И так же, как некогда в биосфере, эта искусственная миграция химических элементов стремительно идет к максимальному своему проявлению.

«Живому веществу» свойственна «агрессивность», стремление вовлечь в вихрь жизни как можно большее количество неорганического вещества. Но не те ли качества присущи и ноосфере? Разве с прогрессом науки и техники не вовлекаются в технологические процессы все большие и большие количества природных материалов? Биосфера эволюционировала с нарастающим ускорением. То же, только в гораздо более сильной степени, происходит и в ноосфере. «Плотность» технических открытий на один и тот же промежуток времени (например, за десятилетие) сейчас несравненно выше, чем сто и тем более тысячу лет назад. Ноосфера насыщена энергией и информацией. Перенасыщение ее этим содержимым приводит к переходу на более высокий уровень развития. Читатель, вероятно, не забыл, что прогрессивное насыщение энергией и информацией характеризовало и эволюцию биосферы. Как далеко простираются эти аналогии? В чем сходство и различия двух эволюции - эволюции биосферы и ноосферы?

далее

назад