Харьков 2007

Столкновение Земли с другими небесными телами и естественный

отбор в биосфере.

Согласно современным представлениям о сущности эволюции биосферы, главенствующую роль в этом процессе играют естественный отбор и мутации.

В результате мутаций появляются новые формы жизни. Естественный отбор закрепляет право на дальнейшее существование и развитие за наиболее жизнеспособными .

Темпами этих процессов управляют катастрофы, играющие роль регуляторов эволюции.

При бескатастрофическом существовании биосферы условия обитания видов являются практически неизменными . При этом естественный отбор сравнительно быстро стабилизирует структуру сообществ . У новых форм жизни , образующихся в результате мутаций, практически нет шансов на выживание- все экологические ниши заняты. В результате темпы эволюции резко снижаются. Начинается своеобразный “застой” и механизмы адаптации к изменениям параметров окружающей среды у доминирующих форм жизни “за ненадобностью “ ослабевают.

При возникновени глобальных катастроф существенно изменяются условия обитания всех видов. Каждый вид попадает в неблагоприятные для себя условия и вынужден бороться за существование. При этом резко возрастает внутривидовая и межвидовая конкуренция; многочисленные и ранее господствовавшие формы жизни утрачивают свои естественные преимущества перед малочисленными и слабыми.

В этой борьбе выживают и приобретают статус доминирующих виды, обладающие наиболее развитыми способностями к адаптации и спобные быстрее других приспособиться к новым условиям.

Чем больше масштабы катастрофы тем существеннее она влияет на эволюцию. К числу наиболее глобальных, имеющих действительно всепланетные масштабы, относятся катастрофы, вызванные столкновением Земли с другими небесными телами.

Поиском следов подобных катастроф – т.н. астроблем впервые занялся американский геолог и астроном Джим Шумейкер. Он убедительно доказал, что ряд кольцевых геологических структур на нашей планете и других небесных телах образовались в результате столкновений с астероидами и кометами.

В настоящее время обнаружено 30 таких структур в Европе, 26 в Северной Америке, 18 в Африке, 14 в Азии, 9 в Австралии.

К ним относятся

Попигайская котловина на севере Сибири. Внутренний кратер имеет диаметр 75 км, внешний –100 км. Возраст –30 миллионов лет. Крупное небесное тело пробило 1200 м толщу осадочных пород до самого кристаллического основания Сибирской платформы. Энергия взрыва составила 10 в 23 Джоулей- т.е. в 1000 раз сильнее взрыва вулкана Кракатау. При взрыве образовались особые формы кварца- тектиты, которые не могут возникнуть ныне иначе чем в эпицентре ядерного взрыва.

Болтышский кратер в Украине. Диаметр 25 км. Возраст 10 млн. лет.

Внутри метеорного кратера Риз в Германии построен город Норлинген . 15 млн. лет назад сюда упал астероид . В результате образовался кратер диаметром 20 км и глубиной 700м.

В штате Аризона США имеется еще один метеорный кратер- т.н. Каньон Дьябло. Его диаметр 1.2 км, глубина 170м. Кратер окружает вал выброшенной породы высотой 50м. Кратер образовался в прошлом тысячелетии. Об этом событии сохранились предания у местных индейцев. Согласно им здесь с неба спустился бог смерти на огненной колеснице. Исследования показали, что здесь упал маленький астероид диаметром всего 30м и массой 63000 т. Энергия взрыва составила 3.5 мегатонны в тротиловом эквиваленте.

В Мексике на полуострове Юкатан располагается крупнейшая астроблема- астероидный кратер Чиксулаб. Его диаметр более 260 км. Кратер образовался 65 млн. лет назад в результате падения крупного астероида диаметром около 10 км..

О происхождении ряда кольцевых структур такого же масштаба идут споры. В частности имеются гипотезы согласно которых гигантскими астроблемами (т.н. гилемами) являются Тихий океан, Черное море, Западная Антарктида, Северный ледовитый океан. Как показывают теоретические исследования, при падении астероида большая часть его энергии расходуется на формирование сейсмических волн. Также она идет на формирование ударной волны, разрушение и подъем в атмосферу вещества из кратера, нагрев атмосферы. Энергия взрыва и его последствия тем значительнее чем больше диаметр астероида.

Диаметр : Частота столкнов.: Энергия эквивалентного :Площадь астероида : за 500 тыс. лет ядерного взрыва (Мт) зоны 50м 5000 20 1 тыс.кв.км 500м 10 5000 10 тыс.кв.км 2000с 1 100000 200 тыс.кв.км

В результате падения 10 км астероида 65 млн лет назад в атмосферу поднялось такое количество пыли, что на планете установилась т.н. «ударная зима»- средняя температура понизилась более чем на 20 градусов на срок более 500 лет.

Сотрясение недр земли было столь сильным, что вызвало землетрясение силой не менее 6 баллов в любой точке поверхности планеты, а также пробудило все старые и новые вулканы. Начался новый горообразовательный цикл, результатом которого являются многие структуры современного Альпийско-Гималайского пояса, а также Кордильер и Анд в Америке. Произошло завершение Мезозойской эры и началась Кайнозойская эра.

В результате глобального похолодания погибли теплолюбивые растения, служившие пищей крупным травоядным , а также сами эти травоядные и питающиеся ими хищники. Господствовавшие на планете динозавры вымерли . Выжили лишь теплокровные животные не крупнее кролика (к счастью к ним относились и наши предки). Глобальная катастрофа дала им шанс и они им воспользовались.

Таким образом, вызванные падением астероидов глобальные катастрофы, уничтожающие большинство видов входящих в состав биосферы – для немногих выживших- подарок судьбы, мощный ускоритель их эволюции. Указанная закономерность носит всеобщий характер , проявляясь не только в биологии, но и в экономике, политике и искусстве.

Возможны ли катастрофы подобные описанным в будущем- несомненно. В космосе имеются сотни , а возможно и тысячи астероидов , орбиты которых пересекают орбиту Земли. Среди известных науке астероидов угрожающих столкновением в ближайшем будущем не выявлено. Тем не менее оптимистический вывод из этого был бы неверен , поскольку по оценкам астрономов общее число известных астероидов составляет лишь малую часть от общего их количества.

2. Динамика магнитосферы Земли как фактор ускорения эволюции.

Не менее важным фактором активизации процессов видообразования, а также ускорения эволюции биосферы является интенсификация действующих на планете мутагенных факторов.

Одним из важнейших факторов подобного рода является кратковременное повышение на планете радиоактивного фона, вызывающее ионизацию внутренних сред клеток, в том числе клеточных ядер, содержащих хромосомы.

Указанное явление в периоды резкого ускорения эволюции могло быть вызвано либо увеличением поступления радиоактивных элементов на поверхность планеты в результате резкой активизации вулканизма, либо возростанием интенсивности потока заряженных частиц высокой энергии , достигающих ее поверхности.

Как показало сопоставление временных рамок известных науке стадий бурного видообразования на нашей планете и периодов активизации вулканизма указанные явления по времени реже совпадают чем не совпадают. Поэтому наиболее вероятной причиной повышения радиационного фона на планете в периоды бурного видообразования принято считать резкое возрастание интенсивности воздействующего на биосферу потока частиц высоких энергий.

Упомянутые выше частицы имеют различное происхождение. Часть из них это космические частицы- главным образом электроны, позитроны, протоны и антипротоны. Источники космических частиц расположены вне Солнечной системы, а быть может и вне нашей галактики. Космические частицы движутся со скоростями близкими к скорости света и обладают высочайшими энергиями. Их источниками являются взрывы сверхновых звезд и другие подобные процессы. При взаимодействии с атомами газов в земной атмосферой эти частицы вызывают целый ливень вторичных элементарных частиц. Большинство вторичных частиц являются сверхкороткоживущими , но имеются и достаточно стабильные, способные достигать земной поверхности и воздействовать на биосферу. В настоящее время интенсивность пересекающего орбиту Земли потока рассматриваемых частиц невелика, однако по мнению астрофизиков , в других точках галактической орбиты Солнца она может быть существенно выше. Поэтому не исключено , что в некоторые периоды своей геологической истории наша планета пересекала существенно более плотные потоки космических частиц, что несомненно интенсифицировало процессы мутации в биосфере.

Другой источник частиц высокой энергии- Солнце.

Помимо солнечной радиации (электромагнитных волн микроволнового , инфракрасного , видимого и ультрафиолетового диапазона) оно испускает сравнительно узкие , но интенсивные пучки корпускулярных частиц высокой энергии, а также т.н. «солнечный ветер»- непрерывно истекающей по всем направлениям поток солнечной плазмы.

Потоки корпускулярных частиц излучаются через т.н. «коронарные дыры»- промежутки между лучами солнечной короны и взаимодействуют с нашей планетой лишь иногда. Солнечный ветер достигает нашей планеты постоянно. Интенсивность солнечного ветра в течение времени изменяется, она зависит от состояния солнечной атмосферы и расположения Земли относительно Солнца.

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--