Присутствие радиоактивных веществ — убедительнейшее доказательство конечности возраста Земли. Их наличие также позволяет довольно точно датировать многие важные явления ранней истории Земли.Д. Койпер
Немного геохронологии
О возрасте человека можно судить по его лицу, фигуре, осанке, о возрасте дерева — по его толщине и высоте. Но как узнать возраст камня? Или еще более трудный вопрос: сколько лег нашей планете? Когда начала она существовать как космическое тело?
В библии сказано, что Земля существует всего несколько тысячелетий. Древние персы были щедрее: по их мнению, Земля возникла 12 000 лет назад. Еще уважительнее относились к Земле древневавилонские жрецы — они считали, что ей 2 млн. лет. Но все эти цифры имели столь же малое отношение к реальному возрасту нашей планеты, как и представления древних религий о мире к современному научному мировоззрению.
Зарождение научной геохронологии датируют обычно самым концом XVIII века, когда английский геолог Смит в 1799 г. обнаружил, что в слоях одинакового возраста всегда содержатся ископаемые одних и тех же видов. Более того, он показал, что остатки древних животных и растений размещены (с увеличением глубины) в одном и том же порядке, хотя поиски их производились в разных местах, расстояния между которыми были очень большие.
Так родилась историческая геология, а вместе с ней и первые гипотезы об эволюции органического мира Земли. Стала очевидной изменчивость Земли во времени, а значит, возникла задача: определить возраст Земли и наметить хотя бы в самых общих чертах поступательный ход эволюции всей нашей планеты. Задача оказалась нелегкой. Лишь век спустя знаменитый соотечественник Смита лорд Кельвин выступил со статьей, в которой утверждал, что возраст Земли близок к 25 млн. лег.
Кельвин предполагал, что первоначально вся Земля была в огненно-жидком, расплавленном состоянии. Считая, что тепло, идущее к поверхности Земли из ее недр, есть остаточный первичный жар Земли, он подсчитал, за какое время могла образоваться и остыть до современной температуры твердая земная кора. Так и получились те 25 млн. лет, которые какое-то, правда непродолжительное, время считались «официальным» возрастом нашей планеты.
Когда Кельвин производил эти расчеты, уже была открыта радиоактивность, а в 1906 г. другой известный английский физик лорд Релей доказал, что радиоактивные элементы широко представлены в горных породах и не учитывать тепло, выделяющееся при их распаде, нельзя. Отсюда следовало, что подсчеты Кельвина неверны, и возраст Земли, установленный им, занижен. Так наука пришла к использованию естественных «радиоактивных часов», во множестве рассеянных в некоторых породах земной коры.
Следует напомнить, что тяжелые химические элементы таблицы Менделеева способны самопроизвольно распадаться, выделяя при этом альфа-лучи, бета-лучи и гамма-лучи. Первые представляют собой ядра атомов гелия, каждое из которых состоит из двух протонов и двух нейтронов. Бета-лучи — это потоки электронов. Что же касается гамма-лучей, то это действительно настоящие лучи — электромагнитное излучение с очень малой длиной волны и очень энергичное. За счет гамма-лучей радиоактивные элементы при распаде нагревают окружающие их породы. Это и есть первоисточник радиоактивного нагрева, играющего громадную роль в эволюции Земли.
При радиоактивном распаде уменьшается первоначальная масса элемента и изменяется заряд его ядра. Следовательно, радиоактивный элемент становится неузнаваемым, в полном смысле слова другим. Так, уран с относительной атомной массой 238 (уран-238) при распаде превращается в свинец с относительной атомной массой 206.
Радиоактивный распад происходит, как говорят, по экспоненте— так именуют график показательной функции. Аналитически закон радиоактивного распада может быть представлен формулой m=m 0 e -kt , где m 0 — первоначальная масса распадающегося элемента; m — его масса в данный момент времени t; k — коэффициент, зависящий от свойств данного элемента; е — неперово число, приближенно равное 2,718.
Период полного распада любого радиоактивного элемента равен… вечности! Иначе говоря, распад никогда не завершается, темп его, сначала очень быстрый, постепенно замедляется и в конце концов становится неощутимо малым. Вот почему имеет смысл говорить не о периоде распада, а о периоде полураспада Т какого-нибудь радиоактивного элемента, т. е. о промежутке времени, за который распадется половина первоначального количества данного радиоактивного вещества. Нетрудно сообразить, что Т=ln 2/k, где ln 2 = 0,693.
У разных элементов Т весьма различно — от ничтожных долей секунды до миллиардов лет. У урана-238 он равен 4,5 млрд. лет. Предположим, что первоначально все радиоактивные элементы (включая уран-238) на Земле еще только начинали распадаться. Если сегодня в породах, содержащих уран-238, имеется некоторое количество конечного продукта его распада (свинца-206), то можно подсчитать (пользуясь законом радиоактивного распада), за какое время из чистого урана-238 могло образоваться это количество «уранового» свинца. Это и будет нижним пределом возраста Земли, т. е. минимальным временем, протекшим с момента ее возникновения как самостоятельного космического тела.
Такова идея «радиоактивных часов». На практике все, конечно, сложнее. Применяются и более тонкие, точные методы, используются разные радиоактивные вещества и самая разнообразная аппаратура.
Самые древние породы земной коры, судя по показаниям «радиоактивных часов», имеют возраст 3,5 млрд. лет. Земля, конечно, старше своей коры. Однако возраст метеоритов, определенный аналогичными методами, не превышает 4,5 млрд. лет. В настоящее время этот колоссальный промежуток времени — 4,5 млрд, лет, который трудно себе представить, и принято считать возрастом Земли.
Как же складывалась жизнь Земли на протяжении всех этих миллиардолетий? Как формировался ее современный облик? В чем выразилась эволюция органического мира Земли, породившего в конце концов и нас, задающих эти нелегкие вопросы?
В земной коре хранятся следы прошлого нашей планеты. Проникновение в глубь Земли одновременно означает и путешествие в прошлое, тем более отдаленное, чем глубже мы проникаем. Земная кора расчленена по возрасту на слои, толщи, горизонты, ярусы, отделы, системы. Этим занимается одна из отраслей геологии — стратиграфия. Каждый слой, каждый горизонт земной коры имеет «радиоактивные часы», фиксирующие его возраст. Составлены геохронологические шкалы, или точнее разнообразные шкалы, изменявшиеся с развитием этой отрасли науки. Длительная история Земли подразделена на эпохи и периоды. Одну из новейших геохронологических таблиц мы здесь приводим.
История Земли складывается из двух частей — истории неорганического тела нашей планеты и истории ее органического мира, прослеживаемой до протерозоя. Разумеется, эти «две истории» тесно связаны, и в дальнейшем речь пойдет о единой истории нашей планеты, ставшей обиталищем множества живых существ — от микроорганизмов до человека. Остатки организмов прошлого позволяют определить относительный возраст слоев земной коры и тем самым датировать геологические события (см. таблицу).
ГЕОХРОНОЛОГИЧЕСКАЯ ТАБЛИЦА
Становление планеты
В длительной истории нашей планеты принято выделять две стадии — догеологическую и геологическую. Первая охватывает события, связанные с формированием Земли как отдельного космического тела, а геологическая стадия — это по существу стадия формирования земной коры. Еще раз хочется подчеркнуть, что, исследуя древнейшую историю Земли, мы испытываем такие же затруднения, как и при изучении безбрежных далей космоса. Чем дальше от нас находится объект, тем труднее получить о нем достоверную информацию. И слово «дальше» может быть отнесено как к пространству, так и ко времени.
К сожалению, мы не знаем, как произошла Земля. Все гипотезы о происхождении Земли делятся на две группы. Гипотезы одной группы рассматривают «холодный» вариант рождения Земли, например при сгущении из частиц протопланетного облака, гипотезы другой группы — «горячий» вариант. Последние предполагают, что Земля отделилась от Солнца или его звездоподобного спутника и первоначально была раскаленной. Дальнейшая эволюция ее в значительной мере определялась постепенной потерей, рассеянием энергии. Правда, и в «холодном» варианте приходится искать источники разогрева Земли, без которого объяснить ее формирование невозможно. Одни находят их в радиоактивности, другие — в гравитационном сжатии, третьи считают, что одинаково эффективно действовали оба фактора.
Из гипотез, рисующих догеологическую стадию развития Земли, упомянем популярную ныне схему акад. А. П. Виноградова. По его мнению, после того как Земля сформировалась в виде отдельного тела и разогрелась за счет гравитационного сжатия и других факторов, началось ее расслоение, дифференциация на отдельные оболочки. Этот процесс, как считает А. П. Виноградов, определялся выплавлением и дегазацией легкоплавких и летучих веществ. В ходе такой «зонной плавки» вещество верхней мантии расщепилось на легкоплавкую и тугоплавкую составляющие. Первая из них поднялась вверх и дала начало первичной базальтовой коре, причем это «всплывание» относительно легких веществ сопровождалось выделением паров и газов, из которых затем сформировались гидросфера и атмосфера Земли. Наиболее тяжелые вещества опустились в недра Земли, образовав ее внутреннюю мантию и ядро.
Геологическая стадия в истории Земли началась с той эпохи, когда на развитие нашей планеты стало активно воздействовать Солнце. Выступая в роли основного энергетического источника в гидросфере и атмосфере, Солнце разрушало (через метеорологические процессы) первичную кору, создавая осадочные породы. Толщи осадочных пород постепенно стали достаточно мощными и тогда отчасти под давлением вышележащих слоев, отчасти под действием внутреннего тепла Земли их «нижние» слои преобразовались в породы метаморфические. На большой глубине внутреннее тепло Земли частично переплавляло осадочные и метаморфические породы земной коры в породы магматические.
Внутренняя энергия Земли вызывала движения отдельных участков земной коры: в одном месте опускалась суша, заливаемая океаном, а в другом месте и в другое время (а иногда и одновременно) из морских пучин поднимался остров и даже континент. При горизонтальных смещениях земной коры образовывались складки и трещины.
Процесс саморазвития Земли имеет в качестве первоисточника ту энергию, которой обладали и Земля, и Солнце в период молодости Солнечной системы. Так как потеря энергии Землей и Солнцем — процесс необратимый, то это придает земной эволюции направленный характер. Теория эволюции Земли еще не создана, но предложенные гипотезы, возможно, лягут в ее основу.
Гипотеза пульсационная, зародившаяся примерно 100 лет назад в трудах Дж. Дарвина и других ученых, предполагает, что Земля многократно испытывала чередующиеся сжатия и расширения. В этих пульсациях доминирующим всегда оставалось сжатие, так что в целом эволюцию Земли можно представить себе как пульсационное сжатие планеты. Пульсационная гипотеза, поддержанная В. А. Обручевым (1940 г.) и А. В. Хабаковым (1949 г.), неплохо объясняет некоторые морфологические особенности поверхностей Земли и Луны.
Ротационная гипотеза была выдвинута в 1910 г, A. Бемом, а затем поддержана и развита многими учеными, особенно Б. Л. Личковым (1931 г.) и М. В. Стовасом (1951 г.). Суть ее в том, что историю развития нашей планеты во многом определили осевое вращение Земли, ее собственное гравитационное поле, а также взаимодействие Земли с Луной и Солнцем.
Известно, что приливное трение постепенно замедляет вращение Земли. Всякое же перераспределение масс внутри тотчас же отзывается на осевом вращении. С приближением масс к оси вращения скорость осевого вращения увеличивается, в противоположном случае — уменьшается. Эти переходы нередко совершаются резко, скачкообразно, и хотя колебания осевой скорости Земли ничтожны, они, по-видимому, вызывают значительные натяжения в твердом теле Земли, что приводит к разрывам и смещениям отдельных участков земной коры.
Дифференциационная гипотеза, разработанная B. В. Белоусовым (1954 г.), решающую роль в эволюции Земли отводит процессу глубинной дифференциации слагающего нашу Землю материала. Постепенная «утряска» Земли, смещения тяжелых глыб к ее центру и выдавливание на поверхность легких пород — вот в сущности те вертикальные перемещения вещества, которые главным образом и выражают геологическое развитие планеты.
Гипотеза тектоники плит в настоящее время считается наиболее обоснованной. Она еще называется гипотезой глобальной тектоники плит.
Плавающие материки
Странная с первого взгляда идея о материках, плавающих по мантии, была высказана впервые американским геологом Ф. Тейлором в 1910 г. Дальнейшее развитие и популяризация этой идеи принадлежат немецкому метеорологу и исследователю Гренландии Альфреду Вегенеру. С 1912 г. гипотеза о дрейфующих материках прочно связывается с именем А. Вегенера, изложившего свои взгляды в книге «Происхождение материков океанов». Эта книга вызвала горячие споры и привлекла внимание ученых. Дискуссии продолжались около 20 лет, но трагическая смерть А. Вегенера во льдах Гренландии в 1930 г. охладила страсти, его гипотеза как будто зашла в тупик, и ее надолго забыли. Второе рождение гипотезы Вегенера произошло в 50-х годах текущего века, когда идею дрейфа материков попытались (и небезуспешно) применить к объяснению некоторых загадок палеомагнетизма. В чем же суть гипотезы Вегенера?
А. Вегенер обратил внимание на, казалось, случайные особенности береговых линий некоторых материков: восточный (бразильский) выступ южноамериканского материка плотно укладывается во впадину Гвинейского залива. «Стыковка» получается особенно плотной, если вместо береговой линии брать очертание шельфа — материковой отмели.
В 1970 г. американские исследователи с помощью электронно-вычислительных машин изучили «совмещение» некоторых материков на протяжении десятков тысяч километров. Результат получился поразительный: в целом хорошо совместилось более 93 % границ шельфа — древних береговых линий. Лучше всего стыковались Африка и Южная Америка, Антарктида и Африка, несколько хуже примкнули друг к другу Индостан, Австралия и Антарктида.
И все-таки создавалось впечатление, что когда-то Африка и Америка составляли одно целое. Затем по каким-то неясным причинам первичный материк раскололся на две части, и эти части, разойдясь в стороны, образовали современные Африку и Южную Америку, а также разделивший их Атлантический океан.
Сам А. Вегенер шел дальше в своих предположениях. Он считал, что когда-то вся теперешняя суша составляла единый и единственный материк — Пангею (рис. 23).
Рис. 23. Эволюция материков по А. Вегенеру. Выделены участки, которые были покрыты мелкими морями.
Со всех сторон он омывался безбрежным Мировым океаном, который А. Вегенер назвал Панталассом. Под действием каких-то сил, возможно связанных с вращением Земли, примерно 200 млн. лет назад Пангея раскололась на несколько частей подобно исполинской льдине. Ее осколки — теперешние материки — разошлись в разные стороны, и начался их продолжающийся доныне крайне медленный дрейф. Дрейфуя на запад, американский материк на переднем (западном) своем крае испытывал сопротивление того полужидкого внутреннего слоя Земли, по которому плывут материки. Естественно, что он смялся и образовал исполинские горные цепи Кордильер и Анд. От тыловой части плывущего материка отделились, отставая, небольшие куски — например, Антильские острова. Некоторые осколки Пангеи плавали, поворачиваясь, как льдины в бурном потоке, — так, по-видимому, вела себя нынешняя Япония.
Некоторые последователи А. Вегенера (Дю Тойт, 1937 г.) полагали, что первоначально существовали два материка — Лавразия, расколовшаяся затем на Северную Америку и Евразию, и Гондвана, давшая начало Южной Америке, Африке, Австралии и Антарктиде. Сторонники этого варианта гипотезы Вегенера приводят немало фактов, будто подтверждающих реальность Лавразии и Гондваны. В частности, они ссылаются на сходство геологических структур разных материков, удивительную общность их растительного в животного мира.
Магнитное поле Земли, как уже говорилось, «намагничивает» некоторые горные породы. В них запечатлеваются и интенсивность, и структура геомагнитного поля. По многим намагниченным образцам пород можно судить о том, где находятся магнитные полюсы Земли. Значит (напомним еще раз), древние горные породы позволяют судить о палеомагнетизме, т. е. о характере земного магнитного поля в отдаленном прошлом.
Конечно, результаты палеомагнитных измерений по разным причинам искажены погрешностями. И все-таки, отобрав наиболее надежные из них, можно убедиться, что магнитные полюсы Земли не всегда находились там, где мы их сейчас обнаруживаем. По палеомагнитным данным, магнитные полюсы Земли непрерывно странствуют, причем настолько значительно, что в некоторые эпохи они переходили из одного полушария Земли в другое.
Известно, что климат отдаленного прошлого Земли очень отличался от современного. Когда-то Гренландия, Шпицберген и даже Антарктида были жаркими странами с богатым растительным и животным миром, а в экваториальных областях Земли господствовали условия, близкие к тем, которые сегодня характерны для околополярных районов. Из этих бесспорных данных палеоклиматологии А. Вегенер и некоторые из его исследователей сделали вывод о непрерывном странствии географических полюсов — идея не менее удивительная, чем пресловутый дрейф континентов. Если в этом случае А. Вегенер прав, значит земная ось непрерывно и радикально меняет положение в твердом теле Земли — вывод явно абсурдный с точки зрения привычных представлений небесной механики.
Правдоподобнее предположение, что дрейфуют материки, а не странствуют полюсы (магнитные и географические). В свете этой основной идеи Вегенера в принципе объяснимы и палеоклиматические парадоксы — в конце концов материк может «приплыть» с экватора на полюс или обратно, и при этом коренным образом изменится на нем и климатическая обстановка. Но эта простота кажущаяся. В самом деле, если принять гипотезу Вегенера, то как объяснить причину дрейфа материков? Какая сила движет исполинские материковые глыбы? Почему распад Пангеи произошел в сравнительно недавнем геологическом прошлом Земли, а не раньше?
Земная кора, по-видимому, тесно связана с подстилающей ее мантией. Они развиваются совместно, образуя единую оболочку — тектоносферу. Дрейф материков в таком случае означает перемещение исполинских твердых глыб толщиной до 1000 км, что некоторым ученым кажется невозможным. Как полагает известный советский геолог В. В. Белоусов, тектоносфера не образует изолированных глыб. Она окутывает непрерывной оболочкой весь земной шар, и тогда материковой тектоносфере просто некуда смещаться. В. В. Белоусов приходит к выводу, «что материки никуда не движутся», что они, так же, как океаны, образовались там, где сейчас находятся.
Однако большинство современных геологов стоит на позициях «мобилизма», т. е. признания подвижности отдельных блоков земной коры. Это особенно ярко было выражено в работе XV Ассамблеи Международного Союза геофизики и геодезии, проходившей в Москве в 1971 г., и год спустя — в работе Международного Геологического Конгресса. Английский геофизик М. Ботт, делая подробный обзор современного состояния гипотезы мобилизма, подчеркнул, что «совершенно независимые данные, почерпнутые из многих областей геологии, палеомагнетизма, морской геофизики, дают поразительно согласованные подтверждения континентального дрейфа».
В новейшей редакции гипотеза Вегенера основывается на факте разрастания океанического дна и концепции так называемой тектоники плит. Суть этих новых идей заключается в следующем. Земная кора состоит из нескольких исполинских плит — Евразийской, Африканской, Китайской, Индо-Австралийской, Антарктической, Западно- Атлантической и Тихоокеанской (рис. 24).
Рис. 24. Плиты земной коры. Стрелками показано движение плит.
Эти плиты разделены линиями разломов — участков повышенной вулканической и тектонической активности. Так, одна из них проходит вдоль срединного подводного хребта Атлантического океана.
Установлено, что океаническая кора очень молодая (ее возраст не более 100 млн. лет) и по толщине значительно уступает коре континентальной. Как считают сторонники гипотезы тектоники плит, молодая океаническая кора формируется по линиям разломов, разделяющих плиты, из вещества верхней мантии, выдавливаемого наружу. Этот процесс, порожденный конвективными движениями вещества в мантии, приводит к раздвижению континентальных плит и зон поднятий. Встречаясь со старыми блоками материковой коры в районе островных дуг вблизи границ материков, расходящиеся плиты уходят под материковую кору, погружаясь обратно в мантию. Все эти перемещения плит совершаются по астеносфере — верхнему слою мантии, имеющему пониженную плотность.
Таким образом, в концепции тектоники плит рассматриваются не плавающие материки, как у А. Вегенера, а плавающие плиты. Скорость этих движений, конечно, невелика, но вполне ощутима (это подтвердили, например, результаты измерений с помощью искусственных спутников Земли). Так, Тихоокеанская плита дрейфует на северо-северо-запад по отношению к Западно-Атлантической плите со скоростью 5 см в год. Таковы же примерно скорости относительных перемещений и других плит.
С точки зрения тектоники плит землетрясения возникают тогда, когда внезапно освобождаются напряжения, возникшие на границах плит при трении их об астеносферу.
А. Вегенер не мог ответить на вопрос, куда и под действием какой силы плывут материки. С позиции тектоники плит источником энергии этого движения служат конвективные движения вещества мантии, а рождение плит и материков и их «гибель» (т. е. возвращение в мантию) происходило, по-видимому, на протяжении всей геологической истории Земли. Постоянный обмен веществом и энергией между земной корой и мантией, непрерывное обновление коры — вот главное, что меняло внешний облик нашей планеты.
Так объясняет факты тектоника плит. Возможны, однако, и другие истолкования наблюдаемых явлений. Пример тому — удивительная гипотеза о расширении Земли.
Расширяется ли Земля?
Совершенно фантастическая с первого взгляда гипотеза расширяющейся Земли впервые была высказана в 1933 г. немецким геофизиком Отто Хильгенбергом. По мнению В. В. Белоусова, с точки зрения взаимоотношений между корой и верхней мантией, гипотеза расширяющейся Земли обладает преимуществом перед гипотезой дрейфа. Ведь эта гипотеза предполагает, что Земля первоначально была столь мала, что современные материки, объединенные в один блок, покрывали ее всю. Расширение глубоких зон Земли разорвало этот единый материк и отодвинуло его куски далеко друг от друга. Можно думать, что связь коры с верхней мантией сохранилась под каждым обломком прежнего единого материка, а пространства между материковыми обломками заполнились материалом, поступившим из глубины.
Сам В. В. Белоусов и подавляющее большинство геологов считают, что гипотеза расширяющейся Земли вряд ли соответствует действительности. Однако у этой гипотезы есть и защитники в лице таких видных современных физиков, как П. Дирак, Д. Иордан, Д. Д. Иваненко. Все они полагают, что гравитационная постоянная на самом деле не постоянна, а уменьшается со временем. Если это так, то планеты, звезды и другие объекты Вселенной должны постепенно «разуплотняться», увеличиваясь при этом в объеме. По подсчетам Д. Иордана (1952 г.), постоянная тяготения за время существования Земли должна была уменьшиться в 2–3 раза.
Кстати, венгерский геофизик Эдьед еще в 1956 г. высказал предположение, что ядро Земли, начиная с глубины 5000 км, представляет собой остаток сверхплотного звездного вещества. Насыщенное энергией и стремящееся расшириться, это «звездное ядро» Земли и служит главной причиной расширения нашей планеты. Здесь геология явно перекликается с астрофизикой — не напоминает ли расширяющаяся Земля расширяющиеся звездные ассоциации и другие активные процессы в звездном мире? Может быть, и в самом деле Земля — «осколок» Солнца?
Как известно, в пределах материков верхний этаж земной коры состоит в основном из гранитов, нижний, возможно, из базальтов (при общей толщине около 40 км). Дно океанов за осадочными породами скрывает, по-видимому, лишь 5-километровый слой базальта. Если Земля сформировалась из твердых частиц протопланетного облака, то как объяснить такое резкое различие материковой и океанической коры? Кроме того, наиболее радиоактивны кислые породы, сосредоточенные в гранитной, материковой части земной коры. Значит, материки должны нагреваться сильнее океанического дна. На самом деле тепловой поток, идущий из недр Земли, всюду одинаков.
Советский исследователь И. В. Кириллов построил любопытную модель «материковой» Земли. После многих попыток ему удалось «сомкнуть» все материки земного шара, но не современного, а по поперечнику вдвое меньшего. Иначе говоря, была реконструирована вегенеровская Пангея, сплошь покрывающая вдвое уменьшенный земной шар. Работа оказалась нелегкой, так как приходилось учитывать изменение кривизны земной поверхности и многое другое. Но результат (смыкание сложнейших береговых линий на протяжении десятков тысяч километров) вряд ли можно считать случайным. Похоже на то, что когда-то Земля была вдвое меньше и ее покрывала кора «материкового» типа. Океанов и морей в современном смысле слова тогда не было — сплошная «глобальная» суша лишь в некоторых местах имела неглубокие водоемы. При расширении Земли разорвалась покрывающая ее кора. Между осколками — материками образовались глубокие трещины. Они постепенно расширились, заполнились водой, превратились в современные моря и океаны. Но расширение Земли продолжается, и растягивающееся дно океанов служит ареной бурных геологических процессов.
Молодость океанического дна, его непрерывное расширение — факты, добытые при океанографических исследованиях последних лет и не вызывающие сомнений. Обращает на себя внимание Срединный хребет дна Атлантического океана. Его изгибы повторяют очертания и восточных и западных берегов Атлантики. Срединные хребты есть во всех океанах. Они (по крайней мере внешне) похожи на трещины, возникшие в земной коре при начавшемся примерно 200 млн. лет назад расширении Земли. Из трещин обильно изливалась лава, которая их «зарубцевала», образовав срединные океанические хребты.
С позиции гипотезы расширяющейся Земли можно достаточно естественно объяснить и образование гор, и другие важнейшие геологические процессы. Правда, с количественной стороны тут не все благополучно. Если изменялся радиус Земли, то неодинаковой была и продолжительность земных суток. Однако по расчетам Ранкорна, основанным на кольцах роста ископаемых кораллов, в девонский период сутки по продолжительности практически не отличались от современных. К таким же выводам приводят и результаты определения размеров Земли в прошлом по палеоширотам (т. е. по данным о геомагнитном поле в девонском периоде и других периодах далекого прошлого). Неясна и причина, побуждающая Землю расширяться.
Подводя итоги современным дискуссиям о расширении Земли, М. Ботт пишет, что быстрое расширение Земли (со скоростью примерно 0,05 см в год) «…противоречит фактам, которыми мы располагаем, но расширение с меньшей скоростью (порядка 0,002 см в год — Ф. 3. ) пока нельзя опровергнуть. Однако расширение Земли не может служить управляющим механизмом разрастания дна океанов, дрейфа материков или связанной с ними тектонической деятельности. По-видимому, гипотеза расширяющейся Земли не имеет очевидной связи с происхождением основных структур поверхности Земли».
Геологические ритмы
Бесспорно одно — развитие Земли происходило не монотонно, а циклично. Следы циклов различной продолжительности прослеживаются в геологических отложениях всех эпох, включая древнейшие. Они видны в осадочных породах и остатках древней жизни. Их можно заметить в стратиграфическом размещении полезных ископаемых. Это относится, как показали исследования Ю. М. Малиновского, к солям и углям, к горючим сланцам и нефти. «Цикличность» залежей в значительной мере отражает цикличность тектонических процессов — поднятий и опусканий земной коры, появлений суши на месте моря и, наоборот, наступления моря на сушу (трансгрессий). Эти процессы, естественно, влияли на продуктивность биосферы Земли, что нашло отражение и в органогенных следах давних эпох.
Характерная черта геологических циклов — их многоритмичность. В геологической истории Земли действует сразу, одновременно целая иерархия циклов самой различной продолжительности — от десятков лет до сотен миллионов лет.
«Естественно, возникает вопрос, — пишет акад. В. Д. Наливкин, — каковы же причины цикличности истории развития Земли и где они находятся? Точного ответа на него еще нельзя дать, но можно предположить, что причины мелкой цикличности… находятся в самом земном шаре, поскольку наблюдается изменение продолжительности этих циклов. Причины же крупных циклов скорее всего астрономические, так как продолжительность их остается постоянной. Дело будущих исследований решить эти вопросы, уточнить системы цикличности, и тогда они, без сомнения, явятся основными вехами геологической истории».
Некоторые исследователи (например, Г. Ф. Лунгерсгаузен) пытались объяснить наиболее крупные из геологических циклов (продолжительностью порядка 200 млн. лет) влиянием ядра нашей звездной системы Галактики на земные процессы. С одной стороны, они предполагали, что при максимальном сближении Солнечной системы с галактическим ядром его гравитационное воздействие на Землю становится наибольшим, что якобы стимулирует тектоническую и вулканическую активность. С другой стороны, считали, что Солнечная система может периодически проходить через плотные облака космической пыли, а это порождает ледниковые периоды и эпохи.
Все это выглядит, однако, крайне неубедительно. Галактическая орбита Земли близка к окружности, поэтому колебания приливных сил со стороны галактического ядра ничтожны. Кроме того, все известные астрономам пылевые туманности очень разрежены и не могут оказать влияния на световой и тепловой режим Земли, попади в любую из них Солнце вместе с планетами. Наконец, если бы даже гипотезы о влиянии галактического ядра оказались верными, то этим бы объяснялся лишь один 200-миллионолетний цикл, а остальная иерархия циклов осталась бы необъяснимой.
Гораздо правдоподобнее гипотеза известного советского астронома М. С. Эйгенсона, предполагавшего, что цикличность геологической истории есть отражение цикличности солнечной активности. В чем же суть идей М. С. Эйгенсона? Исполинский ядерный реактор, именуемый нами Солнцем, существует и действует по меньшей мере 5 млрд. лет. За этот промежуток времени его излучение отличалось завидным постоянством — об этом свидетельствует прежде всего геологическая летопись Земли и возраст земной биосферы, составляющий вряд ли менее 3 млрд. лет. В постоянстве солнечного излучения убеждает нас и повседневный опыт: сегодня Солнце на небе выглядит совсем таким же, как вчера, и мы убеждены что внешность его не изменится и через месяц, и через годы, и через сотни лет.
Между тем это постоянство кажущееся. Солнце можно считать постоянным излучателем лишь в первом, самом грубом приближена самом деле непрерывно изменяются и электромагнитное, корпускулярное излучение Солнца, причем все это уверенно фиксируется современными астрофизическими приборами. Широко вошедший в научный обиход термин «солнечная активность» в сущности означает физическую изменчивость Солнца вообще.
Приметы этой изменчивости разнообразны. Наиболее ярко она выражается в численности солнечных пятен, факелов, протуберанцев и других активных образований, а также в колебаниях нетеплового радиоизлучения Солнца. Самое мощное проявление солнечной активности — хромосферные или солнечные вспышки, энерговыделение при которых равноценно одновременному взрыву десятков тысяч мегатонных ядерных бомб.
Когда Солнце переживает очередной «приступ» активности, резко усиливаются его коротковолновое и длинноволновое излучения, бомбардировка Земли солнечными корпускулами (в основном протонами, альфа-частицами и электронами) становится более интенсивной, и каждый поток корпускул не только будоражит земную атмосферу, но и несет с собой слабое «вмороженное» магнитное поле (напряженностью порядка 0,8·10-3 А/м), которое порождает магнитную бурю. Солнечная корона простирается за орбиту Земли, и неудивительно, что, находясь постоянно внутри Солнца, весь земной мир, все живое и неживое на нашей планете очень чутко реагирует на колебания солнечной активности.
Самая главная черта солнечной активности — многоритмичность. Знаменитый 11-летний цикл — лишь самый известный и самый заметный из солнечных ритмов. Его отражения в геологических отложениях и биосфере столь многочисленны, что даже для простого их перечисления потребовалось бы слишком много места. Подчеркнем главное — в геологических отложениях этот цикл прослеживается до границ архея. Это означает, что ритмика солнечной активности — явление очень древнее, сравнимое с возрастом Солнца.
Механизм связи солнечной активности и стратификации геологических отложений вполне понятен. Работами чл. — корр. АН СССР Э. Р. Мустеля и других советских ученых доказано, что вторжение солнечных корпускулярных потоков в земную атмосферу усиливает меридиональную атмосферную циркуляцию, а это в свою очередь приводит к образованию устойчивых циклонов и антициклонов (наглядная иллюстрация — капризы погоды летом 1972 г.). Солнечная активность — повышает циркуляцию в атмосфере и гидросфере, сглаживает температурные градиенты и в целом смягчает климатическую обстановку на земном шаре. Подобно активному Солнцу поступаем и мы, когда в остывший чай подливаем горячую воду, а затем помешиваем чай ложкой, добиваясь тем самым потепления всего напитка.
В периоды слабой активности Солнца меридиональный воздухообмен ослабевает, температурные контрасты растут, сильно остывшие полярные зоны распространяют холод в умеренные широты, и климат на Земле в целом становится холодным.
Так как всякие колебания погоды и климата прежде всего выражаются в количестве осадков, то естественно, что солнечные ритмы должны быть зафиксированы в геологических отложениях разных эпох. И тут, изучая геологическую летопись, мы открываем множество циклов разной продолжительности, отраженных как и 11-летний цикл, в толщине, составе и размещении осадочных пород. Многоритмичная цикличность осадкообразования — вот что привлекает внимание современного геолога и требует объяснения.
Некоторые из геологических циклов отражены в наблюдаемых явлениях солнечной активности (например, 33-летний брикнеров цикл, или «вековой» цикл, близкий к 80 годам), 600-летний цикл проявляется в количестве открываемых комет — ведь чем активнее Солнце, тем ярче светятся кометы (под действием солнечных корпускул), а значит, большая вероятность того, что их заметят с Земли.
Однако есть очень длительные циклы, ярко выраженные в геологических отложениях, но ни в чем «астрономическом» не замеченные. Эти циклы отражены в следах эпох оледенений, которые сменялись сравнительно теплыми эпохами разной продолжительности. Таковы циклы в 1800 лет и более продолжительные, вплоть до 200-миллионолетнего. Впрочем, отсутствие астрономических подтверждений подобных циклов легко объяснимо — ведь тщательное изучение солнечной активности началось лишь в прошлом веке. Это, конечно, ни в коей мере не ставит под сомнение главное: в истории Земли много раз чередовались теплые и ледниковые периоды самой разной продолжительности. Здесь действовала иерархия циклов от самых коротких, 11-летних, до наиболее продолжительных, измеряемых миллионами и десятками миллионов лет.
Если искать образное сравнение, то каждый цикл — это как бы рябь на волне следующего, более продолжительного цикла. И еще одна важная деталь: чем длительнее цикл, тем более радикальные колебания земного климата ему соответствуют. Эти сложные явления имели место на протяжении всей истории развития Земли. Как можно объяснить все это? Какой природный механизм обусловливает климатические ритмы Земли?
Вспомните, как колеблется струна. Ее колебание в целом порождает основной тон. Но одновременно колеблются и половинки струны, издавая более высокий звук (первый обертон). Четверти струны создают второй обертон и так далее, теоретически — до бесконечности. Каждый звук, рожденный струной, — это иерархия звуков разной силы и частоты. Все вместе они создают качество звучания, называемое тембром.
По М. С. Эйгенсону, Солнце подобно струне, но не в механическом, а в энергетическом смысле. Когда-то, миллиарды лет назад на Солнце начал действовать протон — протонный цикл ядерных реакций. Скорее всего это сопровождалось внутренней перестройкой Солнца и не прошло гладко, т. е. выделение энергии не сразу стало строго равномерным. Известно, что ядерные реакции чрезвычайно чувствительны к колебаниям температуры. Но тогда в Солнце мог легко возникнуть автоколебательный процесс, продолжающийся и в наше время.
«Усиление выхода энергии из ядерного котла, — пишет М. С. Эйгенсон, — приводит вследствие расширения внутренних слоев к известному и вообще небольшому падению центральной температуры. А это влечет за собой гораздо более значительное по масштабу ослабление выхода энергии. В результате весьма быстро прекращается процесс расширения внутренних областей Солнца. Таким образом, первоначальная ситуация более или менее полностью воспроизводится, что и обеспечивает, возможно, цикличность этой сложной системы внутренних преобразований».
Если это так, то объяснение имеют и циклы Солнца, и порожденные ими циклы Земли. Основной «тон» Солнца — это энергетическое колебание, растянувшееся примерно на 200 млн. лет. Все остальные, меньшие циклы — солнечные «обертоны», из которых 11-летний, по-видимому, самый короткий (27-дневный солнечный цикл связан с осевым вращением Солнца, а не с его энергетическими колебаниями).
На все эти циклы чутко реагирует Земля. Наблюдаемое потепление Арктики, очевидно, результат роста солнечной активности в «вековом» цикле. Периодические усыхания и увлажнения Сахары — следы 1800-летнего цикла. Наконец, в многократно повторяющихся ледниковых периодах и эпохах опять замешена «рука Солнца», колебания его активности. А механизм во всех случаях по существу один — усиление или ослабление меридионального воздухообмена между полюсами и экватором. Разница лишь в длительности, амплитуде, а следовательно, в масштабах земных событий.
Но это не все. Образование или таяние ледников изменяет нагрузки материковых плит, усиливая или ослабляя тектоническую и вулканическую деятельность. Хорошо известно, что периоды эволюции органического мира Земли характеризуются прежде всего климатическими особенностями (например, суровый пермский период или мягкий и теплый карбон). Создается впечатление, что Солнце на протяжении всей истории развития Земли «дирижировало» ходом эволюции биосферы. Оно постоянно вмешивается в жизнь обитателей Земли и сегодня: солнечные ритмы четко отражены в жизни и поведении растений, животных, человека.
Эволюция биосферы
При изучении истории развития Земли немыслимо игнорировать весь тот многообразный мир живых организмов, который образует ее биосферу. В геологии существует даже такой образный термин, как руководящие ископаемые. Так именуют остатки животных и растений, которые типичны для той или иной эпохи и по которым определяется возраст горных пород. Нередко удается найти лишь косвенные следы древних обитателей Земли, т. е. их отпечатки. Но и они могут красноречиво рассказать о том организме, который оставил такой отпечаток.
Сами ископаемые организмы обычно встречаются в форме окаменелостей. Именно по ним в основном и была составлена летопись земной жизни, совершившей поступательную прогрессивную эволюцию от простейших микроорганизмов до человека. Жизнь в историю Земли вошла незаметно. Это событие, случившееся около 3,5 млрд, лет назад, не оставило никаких следов. Скорее всего жизнь зародилась не в одном каком-либо районе Земли, а почти одновременно во многих местах планеты. Но «пионеры» жизни, эти первичные и, несомненно, простейшие микроорганизмы, погибли бесследно, так как первоначально их было мало. Однако за короткий срок (и в этом одно из характерных свойств жизни) они дали многочисленное потомство, которое заметно проявило себя уже в масштабе всей планеты.
Родившись из неживого, жизнь первоначально как бы сохранила в себе отблеск молекулярной множественности. В этом была и слабость, и сила древнейших форм жизни. Слабость — в примитивизме организмов, сила — в их великом множестве.
Как уже отмечалось, пока не существует единой общепризнанной геохронологической шкалы. Различна и терминология. Так, в последнее время весь ранний период эволюции Земли, предшествовавший кембрийскому периоду, называют докембрием и определяют (правда, очень неуверенно) его продолжительность примерно в 3 млрд. лет. Что касается палеозоя, мезозоя и кайнозоя, то эти три эры иногда объединяют под общим названием фанерозой. Так как наша задача состоит в том, чтобы представить себе в самых общих чертах эволюцию биосферы, мы будем в дальнейшем придерживаться терминологии устоявшейся и вошедшей в учебники.
Уже в древнейшую, архейскую эру, длившуюся около 1 млрд, лет, существовали бактерии, одноклеточные сине-зеленые и многоклеточные водоросли. Свойства этих древнейших организмов определялись условиями внешней среды, в частности составом земной атмосферы. Есть основания полагать, что первичная атмосфера Земли, кроме водорода, метана, аммиака и водяных паров, содержала в изобилии инертные газы, прежде всего гелий и неон. Но они диссипировали, т. е. улетучились в мировое пространство, и к моменту появления жизни «вторичная» атмосфера Земли содержала, кроме того, углекислый газ и сероводород, выделившиеся из земных недр. Первичные микроорганизмы постепенно сокращали исходные запасы водорода, аммиака, метана, сероводорода. Так, серные бактерии окислили сероводород вулканического происхождения, а водородные бактерии — молекулярный атмосферный водород. Пурпурные и зеленые бактерии, а затем сине-зеленые водоросли, усваивая из атмосферы углекислый газ, обогащали ее выделяемым ими кислородом.
В слоях земной коры архейского возраста находят породы органического происхождения — известняки, мрамор, углекислые вещества. Они образовались в ходе жизнедеятельности древнейших обитателей Земли. Таково же происхождение древнейших залежей серы и железных руд.
В конце архея начались размножение живых организмов и фотосинтез. Новый способ образования потомства был закреплен естественным отбором и ныне стал господствующим в органическом мире. Что же касается фотосинтеза, то он не только радикально изменил атмосферу Земли, наполнив ее кислородом, но и положил начало разделению единого ствола жизни на две ветви — растения и животные.
Как известно, процесс фотосинтеза выражается уравнением 6СO2+6Н2O = С6Н12O6+6O2. Он стимулируется солнечной энергией, которая преобразуется в энергию химических связей. Благодаря фотосинтезу бедные энергией вещества (СO2 и Н2O) переходят в углеводы — сложные и весьма богатые энергией органические вещества.
Первые живые организмы Земли были автотрофными, т. е. поддерживали свою жизнедеятельность ресурсами внешней неорганической среды. Позже появились организмы гетеротрофные, питающиеся в основном живым или жившим, т. е. другими организмами или их остатками. Связь с неорганической природой, естественно, сохранилась: подавляющая часть растений автотрофны. Но для животных, этих гетеротрофов, такая связь опосредствована — они не могут жить, не употребляя в пищу живое или жившее.
Палеонтологические исследования «корней» земной жизни показывают, что уже в архейскую эру появились многоклеточные организмы. Это в дальнейшем привело к дифференциации тканей, органов и их функций. Родоначальниками простейших растений и животных считаются жгутиковые — древнейшие одноклеточные организмы. Однако уже в архее существовали организмы типа медуз или гидроидных полипов.
Первичная жизнь, активно используя запасы сложных органических соединений, этих полуфабрикатов жизни, в конце концов истощила их запасы настолько, что в последующие эпохи зарождения жизни, по-видимому, не происходило. Этому мешало, конечно, и обилие живых существ, готовых употреблять в пищу любой органический комочек, в котором вдруг затеплилась жизнь.
В течение протерозойской эры, длившейся около 2 млрд, лет, бактерии и водоросли господствовали повсеместно. Великое множество мельчайших существ проявили себя прежде всего как «образователи» пород и руд. Их деятельность приобрела поистине планетарный характер, и следы ее остались в виде железных и марганцевых руд, осадочных сульфидных минералов, кремнистых сланцев и т. п. Именно в эту отдаленную от нас эпоху сформировались залежи железных руд в Криворожье, под Курском, в Воронежской области и Прибалтике. В пределах современных континентов водоросли протерозойской эры отложили карбонатные породы мощностью более 1000 м.
Остатки животных в отложениях протерозоя встречаются редко. И все же по этим следам давным-давно угасшей жизни видно, что в протерозое уже существовали радиолярии, кремневые губки, простейшие черви. Найдены отпечатки медуз и членистоногого животного «ксенусиона» — прародителя будущих трилобитов.
В палеозойскую эру, которая началась примерно 570 млн. лет назад и продолжалась около 330 млн. лет, на арену жизни вышли новые группы организмов. Масса «живого вещества» планеты продолжала расти, усложняясь и разнообразясь в своей структуре, В морях появились и быстро размножились археоциаты — беспозвоночные животные с известковым, подчас весьма причудливым скелетом. Они сильно потеснили водоросли и на мелководье занялись строительством рифов. Почти одновременно с археоциатами на дне палеозойских морей возникли древнейшие членистоногие — трилобиты, внешне отдаленно напоминающие современных раков. Трилобиты просуществовали на дне морей всю палеозойскую эру и вымерли лишь к ее концу.
С самого начала палеозойской эры растения решительно стали «пробиваться» на сушу. Их выход на сушу совершался в прибрежных бассейнах, и первые «десанты» выбросили сине-зеленые водоросли. За ними последовали красные и зеленые водоросли, обладавшие корневой системой и специализацией клеточных тканей. Агрессия растений оказалась столь успешной, что уже во второй половине палеозойской эры (в каменноугольный период) папоротниковые леса обильно покрыли огромные пространства суши. Отдельные папоротниковые деревья достигали в высоту 30–40 м и в толщину более 2 м. Пышная растительность насытила атмосферу кислородом, коренным образом изменив ее состав. Жизнь в новой обстановке выработала у растений новые качества, облегчившие приспособление к окружающей среде. Растения научились защищаться от безводья, у них усовершенствовались ткани, появился бесполый способ размножения. От этой эпохи массового развития растений остались многочисленные следы в форме залежей каменного угля.
Животный мир в палеозойскую эру был очень богат. В морских отложениях найдено около 15 000 видов морских животных — иглокожих, плеченогих, кораллов, головоногих моллюсков и других. По дну морей ползали ракоскорпионы, достигавшие в длину 3 м. К середине палеозойской эры, в силурийский период появились первые бесчелюстные позвоночные. Это были неуклюжие существа с хрящевым скелетом и костными щитами, покрывавшими головную и переднюю часть туловища. Остальная его часть и хвост были защищены чешуей. Эти «панцирники» больше ползали по дну, чем плавали. Во многом они уступали акулоподобным рыбам, крупнейшим в ту пору морским животным, достигавшим в длину нескольких метров.
Вслед за растениями вышли на сушу и животные. По-видимому, первыми «десантниками» были потомки кистеперой рыбы (цела- канта), обладавшей двойным дыханием (в воздухе и в воде). Ее плавники по строению напоминали конечности наземных позвоночных. Любопытно, что сравнительно недавно несколько экземпляров целаканта было выловлено у берегов Африки.
Потомки кистеперых рыб еще в палеозойскую эру дали начало наземным позвоночным животным. Их плавательный пузырь выполнял функции примитивного легкого, а плавники годились для ползания. Естественный отбор постепенно превратил этих «двойственных» животных в земноводных, живших по берегам водоемов.
К концу палеозойской эры часть земноводных оказалась способной к дальнейшему завоеванию суши. У них образовался роговой кожный покров, предохраняющий от высыхания. Постепенно земноводные дали начало первым пресмыкающимся. Одни из них были травоядными, другие хищными. Особенно любопытны зверозубые пресмыкающиеся, внешне несколько напоминающие современных хищников и имеющие тот же набор зубов, что и млекопитающие.
В палеозойскую эру жизнь захватила не только море и сушу, но и воздух. Еще в каменноугольный период появились летающие насекомые, размах крыльев у которых иногда достигал 1 м. Жизнь прорвалась в атмосферу.
Примерно 240 млн. лет назад началась мезозойская эра, которая продолжалась около 165 млн. лет. Она характерна прежде всего безраздельным господством пресмыкающихся. Какие только причудливые формы они ни принимали! Жутко было бы очутиться в обществе этих подчас исполинских чудовищ, отлично описанных в научно-фантастической литературе и живо воспроизведенных средствами кино. Пресмыкающиеся завладели всеми тремя средами — сушей, морем, воздухом. Первоптицы (археоптериксы) внешне напоминали не только птиц — это была переходная форма от пресмыкающихся к современным птицам.
В растительном мире произошли существенные перемены. Резко сократилось количество папоротниковых и голосеменных растений. Им на смену пришли широколиственные покрытосеменные растения. Одновременно развились высшие формы насекомых-опылителей: бабочек, шмелей, пчел, мух.
Но самое главное событие мезозойской эры — появление первых млекопитающих. Поначалу трудно было увидеть великое будущее в этих мелких хищных зверьках, внешне напоминающих современных крыс или ежей. Вероятно, их прародителями следует считать зверозубых пресмыкающихся. Млекопитающие были теплокровными животными с четырехкамерным сердцем, обеспечивающим усиленный обмен веществ и энергии. В отличие от пресмыкающихся они и в холодное время могли вести активную жизнь, а их зародыши развивались внутри тела матери и после рождения вскармливались ее молоком. К концу мезозойской эры млекопитающие быстро расселились по Земле, сосуществуя со все еще господствующими пресмыкающимися.
Эра, в которую мы живем, называется кайнозойской. Началась она около 70 млн. лет назад, и начало ее было отмечено прежде всего окончательным вымиранием крупных пресмыкающихся. Исчезли многие группы головоногих моллюсков. Органический мир Земли постепенно приобретал современный облик.
Членистоногие животные, особенно насекомые, достигли, по-видимому, вершины прогресса. Многообразие их видов (около миллиона!) поразительно. Эти маленькие существа с необычайно развитыми и сложными инстинктами на поверхности Земли встречаются почти повсеместно. Однако господствующее положение в животном мире все же занимают млекопитающие.
С бурным развитием цветковых растений млекопитающие и птицы получили прочную кормовую базу. Среди млекопитающих выделились группы, от которых пошли современные грызуны, китообразные, травоядные, хищные и другие животные. И самое главное, в кайнозойскую эру появились обезьяны, давшие ветви, которые в конечном счете породили первое мыслящее существо — человека.
Каковы же главные черты и особенности этого великого процесса органической эволюции? Прежде всего бросается в глаза прогрессивный характер эволюции. Несмотря на отдельные отступления и неудачи, развитие органического мира Земли идет в целом от низшего к высшему. Однажды появившись, жизнь оказывается необычайно стойкой. Непрерывно завоевывая себе все новые и новые области, живые организмы множатся и совершенствуются.
«Эволюция органического мира, — писал акад. И. И. Шмальгаузен, — в целом имеет прогрессивный характер: она неуклонно ведет к усложнению организации, к созданию все высших форм жизни. В эволюции позвоночных прогрессивное развитие центральной нервной системы начинает играть явно руководящую роль, и высшие их формы определяются уровнем развития полушарий головного мозга».
«Древо эволюции» корнями уходит в неорганический мир. Его вершина отмечена приматами и человеком. Но какое многообразие ветвей! Перед нами действительно огромное «дерево», выросшее из ничтожного «семени». Возможно, что некоторые его ветви «тупиковые». Такова, например, ветвь насекомых, достигших, судя по всему, апофеоза в своем развитии.
Но ветвь, к которой принадлежит человек, явно прогрессирует, значит, эволюционное дерево живет, и кто может сказать, какие еще оно даст побеги?
Секреты эволюционного прогресса были, как хорошо известно, раскрыты в основном Чарльзом Дарвином. «Три кита» дарвинизма — изменчивость, наследственность и естественный отбор — объясняют то, что до Ч. Дарвина считалось проявлением сверхъестественных сил. По словам Ф. Энгельса, Ч. Дарвин нанес сильнейший удар метафизическому взгляду на природу, доказав, что весь современный органический мир, растения и животные, а следовательно, и человек есть продукт процесса развития, длившегося миллионы 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».
«Только не совсем понятно, — пишет Р. Баландин, — почему в некоторых случаях (скажем, у наших предков) отклонения устойчиво идут в сторону усложнения отдельных органов и всего организма. В нашем „энтропичном“ мире, казалось бы, несравненно вероятнее путь в противоположном направлении. С увеличением числа взаимодействующих клеток стремительно, по экспоненте убывает вероятность таких изменений. К тому же по скорости размножения более простые организмы (простейшие и т. п.) несравненно превосходят „сложные“ (млекопитающих), предоставляя в изобилии материал для отбора (число „нестандартных“ особей). Тем более прогресс, казалось бы, должен затухать. А он идет с ускорением! Совершенствуются и взаимосвязи нервных клеток и сами клетки. Почему?
Способностью приспосабливаться к внешним условиям микробы превосходят любые более сложные существа. Почему же простые, но столь надежные твари, перенесшие все превратности геологической истории и процветающие поныне, стали превращаться во все более сложные и нежные создания?»
То, что эволюция идет от форм более вероятных к формам менее вероятным, хорошо иллюстрируется на явлении, получившем наименование принципа цефализации. Так, начиная с кембрия, около 570 млн. лет идет усложнение и усовершенствование строения нервной системы. Этот неуклонный и «невероятный» процесс в конце концов подготовил величайшее событие в истории Земли — появление человека.
Экспансия, агрессивность жизни — еще одна характерная черта эволюции. Если бы внешние условия не мешали размножению организмов, они за чрезвычайно короткие сроки породили бы огромные массы живого вещества. Так, некоторые бактерии за несколько суток могут дать потомство, равное по массе земному шару! У высших организмов этот «напор жизни» слабее, но подчас проявляет себя весьма заметно. Жизнь всегда стремится занять как можно больше «места под Солнцем». 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, которой Ч. Дарвин и другие эволюционисты посвятили немало красноречивых страниц.
Эволюция земной биосферы никогда не была процессом, изолированным от внешней космической среды. Наоборот, множество фактов доказывает, что космические влияния были очень существенными. В частности, немалая роль принадлежала Солнцу, точнее колебаниям его активности. Эти колебания отражались в периодических сменах климатических условий на Земле, в движениях земной коры, вызывающих смену суши и моря, а все перемены внешней среды не могли не сказаться на ходе эволюции биосферы.
Характерно, что именно к эпохам смены климатов, трансгрессий и регрессий, подчас значительных даже в глобальных масштабах, приурочены главные этапы видообразования и коренного обновления флоры и фауны планеты. Это, в частности, относится и к появлению человека во время четвертичного оледенения. Палеонтологическая летопись (разделение на эры, периоды, эпохи) основана на том, что границы временных интервалов отмечены радикальными изменениями климата, живых организмов и структуры поверхностных слоев нашей планеты.
Рождение человека
Как и все великие скачки в развитии Мироздания, рождение разума на нашей планете произошло незаметно. Во всяком случае до сих пор мы не можем точно указать момент, когда в земной биосфере возникли первые мыслящие существа. Этот момент пока что ускользает от нашей пытливой мысли, как, впрочем, и те конкретные первые существа, которые уже не были животными, но лишь очень отдаленно напоминали современного человека.
Бесспорно одно: сознание появилось не беспричинно, не из «ничего», а значит, закономерно. Оно увенчало всю предшествовавшую эволюцию Земли, как органическую, так и неорганическую. Великий акт появления человека — не случайность, а неизбежный в земных условиях результат непрерывного совершенствования живого вещества. Все вело к появлению Мысли — высшей формы отражения объективного мира. Как известно, вся материя обладает свойством, по существу родственным с ощущением, свойством отражения.
Действительно, все предметы и явления окружающего нас мира находятся во взаимосвязи и взаимодействии. Но отражение в философском смысле слова и есть проявление этой взаимосвязи, т. е. изменение одного тела, вызванное другим. Иначе говоря, отражение — это «след» взаимодействия или взаимосвязи, т. е. изменение одного тела, вызванное другим.
След на проселочной дороге от протектора автомашины — это простейший пример механического отражения. Отклонение стрелки компаса под действием магнита — «отражение» с помощью 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 живым веществом, 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» становится для него «внутренним». Реагируя на внешнюю среду, организм «внутреннее» снова переводит во «внешнее». Раздражимость свойственна даже микроорганизмам. Например, пурпурные бактерии скапливаются в световом кружке, который для них выполняет роль световой ловушки. Легко вызвать раздражимость инфузорий воздействием на них некоторых химических веществ. Общеизвестны и реакции растений на внешние раздражители — вспомните, например, как подсолнухи поворачивают свои головки к Солнцу.
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.
Таким образом, эволюция органического мира выражается, в частности, в совершенствовании форм отражения объективного мира. С момента появления ясно выраженной нервной системы развитие и усложнение психики животных могут быть прослежены на прогрессивной эволюции нервной системы.
Сам факт такой эволюции был открыт еще до великих работ Ч. Дарвина (в 1851 г.) американским биологом Д. Дана (1813–1895 гг.). Он назвал подмеченную им прогрессивную эволюцию мозга позвоночных цефализацией, но сам воздержался от каких- либо объяснений этого факта. На «принцип Дана» не обратили внимания ни сам Ч. Дарвин, ни его ближайшие последователи. Между тем для понимания сути эволюционного процесса факт цефализации имеет огромное значение. В нем выражается предыстория сознания, его эволюционные биологические предпосылки.
«Обобщение Дана, — писал В. И. Вернадский, — заключается в следующем: в эволюционном процессе мы имеем в ходе геологического времени направленность. В течение всего эволюционного процесса, начиная с кембрия, т. е. в течение пятисот миллионов лет, мы видим, что от времени до времени, с большими промежутками остановок до десятков и сотен лет идет увеличение сложности и совершенства строения центральной нервной системы, т. е. центрального мозга.
В хронологическом выражении геологических периодов мы непрерывно можем проследить это явление от мозга моллюсков, ракообразных и рыб до мозга человека. 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 прежде, совершенством центральной нервной системы».
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, интуиция. Когда же и как из бессознательного родилось сознание, когда на Земле впервые засветилась Мысль?
В конце триасового периода мезозойской эры, т. е. примерно 200 млн. лет назад, у «древа жизни» появилась новая веточка — млекопитающие. Они, как уже говорилось, отпочковались от толстого «сука» пресмыкающихся и поначалу в сравнении с ними выглядели весьма жалкими. Трудно было заподозрить в этих крысоподобных существах древних прародителей человека.
Около 70 млн. лет назад от развившегося к тому времени «сука» млекопитающих, отпочковались приматы. Из них тупайи внешне еще напоминают древнейших млекопитающих, у лемуров и других полуобезьян сходство с обезьяноподобными предками человека становится более полным.
Ни одна из ныне живущих человекообразных обезьян, как известно, не является прямым предком человека. Они и мы имеем лишь общих прародителей, живших в середине кайнозойской эры. От них произошли предки современных человекообразных обезьян и вымерших древесных обезьян — дриопитеков. Среди них, кстати сказать, встречались и гиганты, достигавшие в высоту 4 м (гигантопитеки).
Сначала в Африке, а затем и в других местах были найдены останки австралопитеков («южных обезьян») — существ, с вертикальной походкой и мозгом в 700 г, похожим на человеческий. Австралопитеки, хотя по ряду качеств и превосходили современных человекообразных обезьян, еще не были людьми и не обладали разумом. Это были небольшие животные ростом около 120 сантиметров, весившие всего 20–25 кг.
В начале 1971 г. было опубликовано сообщение американского профессора Б. Паттерсона, исследовавшего челюстную кость существа, близкого к австралопитеку. Эту кость нашли в Кении в 1967 г. Б. Паттерсон считает, что она принадлежит предшественнику человека, обитавшему на Земле 13 млн. лет назад, тогда как австралопитеки жили всего 3 млн. лет назад.
В 1959–1960 гг. английский археолог Луис Лики нашел в Восточной Африке останки человекообразных существ, живших не менее 2 млн. лет назад. Рядом с обломками черепа, костью голени и зубами лежали примитивные орудия — гальки заостренной формы. Эти существа, судя по зубам, были преимущественно вегетарианцами. Но они умели охотиться на антилоп, крокодила и даже динотерия, невзирая на его 1,5-метровые бивни. Орудием охоты служили, по-видимому, камни и бола — связки тяжелых камней на длинных ремнях, которыми охотник опутывал ноги животного. По всем этим признакам Л. Лики и его сотрудники присвоили этим существам видовое название «человек умелый». Судя по всему, это действительно были древнейшие люди на нашей планете. Их мозг по объему (530 и 685 см3 превышает мозг австралопитеков, а морфологически они совершеннее всех предшественников человека. Но главное доказательство — множество примитивных орудий труда, которые служат верным признаком первых проблесков сознания.
Причина, заставляющая наших обезьяноподобных предков трудиться, — изменившиеся около 2,5 млн. лет назад климатические условия. Уменьшение количества лесов заставило древних обезьян спуститься с деревьев на землю. Значит, и в этом важнейшем этапе эволюции видна роль Солнца, колебания активности которого, видимо, и породили резкое изменение климата.
Очутившись в новой, необычно суровой обстановке, наши предшественники могли противопоставить ей или огромную физическую силу (гигантопитеки), или хорошо развитый мозг («умелый человек» Лики). Подчиняясь общему ходу эволюции, естественный отбор предпочел второе. Труд и порожденное им сознание в тяжкой борьбе за существование оказались победителями. С той поры прослеживается почти непрерывная нить, ведущая от «умелого человека» («хабилиса») Лики к «человеку разумному», т. е. к нам с вами. Это прежде всего питекантроп, «обезьяночеловек», живший примерно 0,5 млн. лет назад. За ним вверх по эволюционной лестнице идут синантроп и гейдельбергский человек. Еще выше — неандертальцы, обладавшие членораздельной речью и жившие группами по 50— 100 человек. Они одевались в шкуры, широко пользовались огнем, у них (судя по погребальным обрядам) возникли первые зачатки религии.
Примерно 50 000 лет назад на Земле появился кроманьонский человек, внешне почти не отличимый от наших современников. Он приручал животных, делал первые шаги в области земледелия, знал гончарное дело, умел сверлить, шлифовать. Это был «человек разумный» — существо, своими корнями уходящее в животный мир, но, судя по всему, имеющее великое будущее.
О происхождении человека написано множество книг, и нет необходимости подробно останавливаться здесь на этой интереснейшей теме. Подчеркнем только два важных обстоятельства.
Эволюция человека подчиняется принципу Дана. И на ветви «древа эволюции» прогресс выражается в развитии центральной нервной системы, что, в частности, сказывается в непрерывном росте объема головного мозга. У австралопитека он близок к 500 см3, у питекантропа — до 900, у синантропа — около 1200, у неандертальца— до 1400, у кроманьонца — примерно 1600 см3. Продолжающаяся и здесь «цефализация» очевидна.
Не менее важное обстоятельство — постоянное ускорение эволюционного процесса. От появления первых млекопитающих до ответвления от них приматов прошло примерно 200 млн. лет. Спустя еще около 20 млн. лет появились австралопитеки. От них до первых питекантропов истекло около 1,5 млн. лет. Переход от питекантропа неандертальцу занял всего несколько сотен тысяч лет. Прошло еще 200 000 лет, и на Земле появился «человек разумный».
Надо заметить, что описанная выше схема появления человека хотя и признается большинством антропологов, все же не является общепринятой. Так, известный советский ученый Б. Ф. Поршнев защищал, и не без успеха, необычную точку зрения, что человек появился на Земле всего лишь 20–30 тыс. лет назад. Что же касается неандертальцев, синантропов, «хабилисов» Лики и других существ, то, по мнению Б. Ф. Поршнева, это были лишенные разума животные, заполнившие пробел между обезьянами и человеком.
Как бы там ни было, бесспорно одно — появление человека было не просто появление нового вида. Произошел великий качественный скачок в истории Земли. Возник не просто человек, а человеческое общество, подчиняющееся не только биологическим законам. Началась человеческая история, подчиняющаяся особым социальным законам.
Человечество как геологическая сила
В прошлом Земли роль человека была ничтожна. Иное значение он имеет сегодня и будет иметь завтра.
В 1957 г. была опубликована работа А. П. Быстрова «Прошлое, настоящее, будущее человека». В ней, в частности, рассматривается проблема дальнейшей эволюции человека как биологического вида. По мнению ряда анатомов, человек продолжает, хотя и очень медленно, изменяться. Благодаря прогрессирующей цефализации объем и масса мозга непрерывно увеличиваются, а вместилище мозга — череп, постепенно округляется. Отмирают зубы и мизинцы на ногах, сжимается лицевая часть черепа, укорачивается позвоночник. Учитывая все эти тенденции, некоторые анатомы полагают, что через десятки миллионов лет человек превратится в трехпалого уродливого карлика с непомерно развитым шарообразным черепом.
Сейчас обо всем этом можно вспоминать лишь как о курьезе. Да и сам А. П. Быстров подчеркивает, что у человека при отсутствии борьбы за существование и естественного отбора никакая эволюция невозможна, поэтому все попытки анатомов выяснить направление эволюционного развития современного человека и предсказать особенности строения будущих людей совершенно ненаучны.
Трудно, однако, согласиться с утверждением, что для человека «никакая эволюция невозможна». Труд, очеловечивший обезьяну, стал важнейшим фактором, определившим развитие, эволюцию человеческого общества. Ведь, кроме членораздельной речи и способности к абстрактному мышлению, человека отличает от животных производство орудий труда, т. е. техники в самом общем смысле этого слова.
«Развитие человека, человеческого общества связано 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».
С этой точки зрения следует пересмотреть и пессимистические прогнозы о неизбежности гибели человеческого рода. Уже тот факт, что с помощью техники человечество на наших глазах вышло за пределы своей планеты, рождает уверенность в великом космическом будущем человечества. И эта уверенность покоится на прочных основах.
С появлением человека эволюция растительного и животного мира, разумеется, не прекратилась. Но отныне не она задает тон в истории Земли. Развитие производительных сил стало движущей силой прогресса человеческого общества, а техническое могущество современного человечества настолько велико, что оно, человечество, уже сегодня (не говоря о будущем) превратилось в мощную геологическую силу. Благодаря технике деятельность человека приобрела планетарный размах, и будущее всей Земли, а не только ее органического мира, зависит от дальнейшего хода человеческой истории.
Сегодня нет ни одного континента, где бы не жил и не трудился человек. Даже в Антарктиде, на 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, 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 говоря, возникли небывалые прежде искусственные ландшафты. И хотя в глобальном масштабе облик Земли пока почти не изменился, это только «пока». Все говорит о том, что человек способен радикально преобразовать свою планету.
Для космонавта, рассматривающего с Луны в мощный телескоп земную поверхность, крупные города и промышленные центры показались бы чем-то вроде скоплений гигантских кристаллов, вуалируемых искусственной дымкой. Обратили бы на себя внимание искусственность форм и очертаний некоторых каналов, водохранилищ, зеленых насаждений. Что касается железных и шоссейных дорог, то с Луны они вряд ли различимы (при современных оптических средствах). Так что в целом наша планета имеет пока вполне естественный вид, что и подтверждают летавшие вблизи Земли космонавты. Но это — взгляд с «птичьего полета». С нашей же «наземной» точки зрения уже сегодня техническая деятельность человека приобрела поистине планетарные масштабы. Несколько примеров должны подтвердить этот тезис.
По данным акад. А. Е. Ферсмана, человечество уже извлекло из Земли не менее 50 млрд, т углерода, 2 млрд, т железа, 20 млн. т меди, 20 тыс. т золота. Тем самым началась искусственная миграция химических элементов. Этот «вихрь», создаваемый жизнью, становится все сильнее и сильнее.
Лишь за последние 100 лет промышленные предприятия выбросили в атмосферу около 360 млрд, т углекислого газа. Ныне ежегодно сжигается 2,5 млрд, т каменного угля, 1,5 млрд, т нефти (наряду с другими горючими материалами). Это означает, что каждый год в земную атмосферу добавляется 8—10 млрд, т углекислоты.
Загрязняет воздух не только углекислый газ, но и производственная пыль, хорошо знакомая каждому жителю крупного города. Так, на территорию Великобритании ежегодно осаждается 4,5 млрд, т пыли и в Нью-Йорке на каждую квадратную милю ежемесячно выпадает 112 т сажи.
На Земле имеется более 1000 искусственных водоемов, общей площадью около 500 000 км2, что составляет 1/5 общей площади естественных озер. Тем не менее проблема получения пресной воды для питья и промышленных целей продолжает оставаться очень острой.
Человек создал новые горные породы. Таковы, например, промышленные шлаки, которые накапливаются в 10 раз быстрее, чем осаждаются во всех океанах известковые илы. Другая искусственная порода — цемент — ежегодно вырабатывается в количестве 250 млн. т. Появились и новые химические элементы, огромное множество новых минералов (силикатных, керамических). Человек создает искусственные алмазы, кварц, слюду. Синтетика заполняет не только рынок. Она стала постоянным, растущим в процентном отношении продуктом техники.
И еще один пример. Благодаря развитию телевидения и радиосвязи Земля превратилась во второе (после Солнца) «светило» Солнечной системы — «радиосветило». 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 чл. — корр. АН СССР В. А. Ковда, — завершается глобальным воздействием человека 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 „равновесия“ 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». Такой пересмотр должен начаться, очевидно, с теоретического осмысления происходящего. Надо прежде всего понять, по каким законам взаимодействуют человек и природа, а познав эти законы, использовать их на благо человека.
Представьте себе теперь необычный фильм, на котором заснята история нашей планеты. Пусть продолжительность этой, во многом пока еще «темной» истории равна продолжительности обычного фильма — 1 час 20 минут. При таком сокращении времен секунда фильма равнозначна миллиону лет жизни Земли. Что мы увидим на экране? Первые несколько минут из частиц протопланетного облака (а может быть, как-нибудь иначе?) постепенно возникает молодая, только что родившаяся Земля. Она совсем непохожа на современный земной шар, и последующие 40 минут фильма (архейская эра!) уйдут на возникновение первичных материков и океанов, а также на формирование атмосферы.
Жизнь появится уже в первые полчаса фильма, но она вряд ли обратит на себя внимание зрителя, так как до конца архея ее формы примитивны (бактерии и другие простейшие организмы) и масштабы не глобальны. Зато во второй половине протерозоя, которая займет внимание зрителя в течение примерно 17 минут, растительность проникнет на побережья древних морей и океанов, а на суше появятся все типы многоклеточных, за исключением позвоночных.
Весь фанерозой (т. е. палеозойская, мезозойская и кайнозойская эры) составит финал фильма. Он промелькнет перед зрителем за 10 минут, но за это время жизнь взрывообразно заполнит все внешние оболочки Земли и даст свой высший цвет — человечество. Именно в этом эпилоге внешний облик Земли постепенно примет современные очертания. Изменяясь в размерах и очертаниях, раскалываясь и дробясь, плавая по астеносфере, материки, наконец, станут похожими на то, что изображено на глобусах.
В этом стремительном калейдоскопе времен легко упустить появление человека и его недолгую историю — ведь она займет всего 2 секунды! И уже совсем незаметной молниеносно промелькнет за 1/200 долю секунды вся история земной цивилизации. Но как раз последние мгновения фильма — самые важные в истории Земли. На Земле появился Разум, способный не только познать, но и переделать окружающую его природу. Земная цивилизация уже вышла на просторы космоса. Она осмысливает ныне свое положение и свою роль в Мироздании. Однако для переделки Земли и освоения космоса человеку нужны вещество и энергия. Их даст Земля, ее недра.
По учению великого русского исследователя В. И. Вернадского Земля переживает ныне особую фазу развития — ее биосфера постепенно переходит в ноосферу, сферу Разума. Непрерывно растет поток информации, обогащающей человеческое познание. Технические средства коммуникации сплачивают человечество. Деятельность человечества приобрела планетарные масштабы и стала поистине геологической силой, переделывающей планету.
Одна из самых актуальных задач — сделать так, чтобы эта сила направлялась Разумом, а не хищническими, потребительскими инстинктами человека. Не бездумное «покорение Природы», а содружество с ней, при котором эксплуатация вещества Земли не приведет к ее оскуднению — вот цель, достойная человеческой цивилизации. По убеждению В. И. Вернадского в рамках ноосферы наступление такого равновесия неизбежно.