К 1. Глава 4 Катархей

Катархей, известный также как гадей (от древнегреческого ;;;;;;;;;; — «ниже древнейшего»), хэдий, азой, антезой, преархей или приской, представляет собой геологический эон, который предшествовал архею. Ранее считалось, что первичная поверхность катархея была полностью уничтожена в архее в результате погружения в расплавы верхней мантии. Однако не так давно в Канаде на восточном берегу Гудзонова залива была обнаружена часть древней катархейской коры, возраст которой составляет примерно 4,4 миллиарда лет.

 

В те далекие времена Земля была поистине огненным адом, где не было твердой «суши», а вместо нее царило расплавленное море бесформенной породы. Тело нашей планеты разогревалось теплом радиоактивного распада и гравитацией, а непрекращающиеся падения астероидов не давали ей остыть. Именно в это жаркое время появился спутник Земли — Луна.

Луна — относительно крупный планетоподобный спутник Земли, диаметр которого составляет четверть земного. Она является самым большим спутником Солнечной системы по отношению к своей планете. По названию земной Луны естественные спутники других планет также получили название «луны». Гравитационное воздействие Луны на Землю является причиной океанских приливов и стабилизирует наклон земной оси, постепенно замедляя вращение нашей планеты.

Основная гипотеза появления Луны гласит, что она образовалась из вещества, оставшегося после касательного столкновения Земли с объектом, по размерам близким к Марсу, иногда называемым «Тейя». В результате этого столкновения выделилось огромное количество энергии, земная ось пошатнулась и изменила свой наклон. Часть мантии была выброшена на орбиту вокруг Земли. Под влиянием собственной тяжести выброшенный материал принял сферическую форму, и образовалась Луна. В начале катархея Луна находилась на расстоянии около 17 тысяч километров от Земли, но это расстояние быстро увеличивалось. К концу эона Луна отдалилась на расстояние около 150 тысяч километров (сегодня — 384 467 км). Сутки в этот период длились всего 6 часов.

 

Предполагается, что в этот поистине «огненный» период истории Земли частицы железа, входившие в состав нашей юной планеты, плавились и образовывали капли, которые опускались к центру. Там происходило накопление железа и других тяжёлых минералов, в результате чего было создано ныне существующее ядро. Более легкие частицы образовали толстый слой, окружающий ядро. Этот слой, состоящий в основном из силикатных минералов, представляет собой мантию. Силикаты, плохо проводят тепло и препятствуют оттоку тепла от нагретой внутренней части Земли. Но, хотя температура мантии высокая, плавления в ее глубинных частях не происходит из-за слишком высокого давления, создаваемого весом вышележащих толщ.

Однако в верхней части мантии, где слой перекрывающих пород значительно тоньше и давление меньше, породы частично плавятся. Правда, плавятся только минералы с наинизшей точкой плавления, что делает процесс избирательным. Это плавление создает магму. Более легкие массы базальтовой магмы имеют тенденцию к поднятию. Поднявшись, они постепенно затвердевали на поверхности Земли, где температуры были более низкими. По мере затвердевания образовывалась кора, состоящая из базальтов и покрывающая всю Землю. Таким образом, базальтовая кора является продуктом избирательного плавления, и ее состав несколько отличается от состава мантии.

После появления первых затвердевших участков коры, ставших преградой на пути свободного выхода горячей магмы на поверхность, возник вулканизм. Активный вулканизм способствовал образованию первичной атмосферы. В процессе плавления некоторые минералы легко разлагаются на составные химические элементы. Поднимающаяся из жерла вулканов магма выносила эти элементы на поверхность, создавая первичную атмосферу. Она состояла из метана, водяного пара, аммиака, водорода, азота и, возможно, некоторого количества окиси и двуокиси углерода. Наиболее существенным отличием древней атмосферы от современной было то, что весь кислород был связан в различных химических соединениях, свободного кислорода не было.

Содержащая метан и аммиак атмосфера давала сильный парниковый эффект, удерживая высокую температуру на поверхности Земли. Ядовитая, непригодная для дыхания она также не обладала озоновым слоем, который защищает сегодня все живое от космической радиации. С неба на нашу планету лился интенсивный поток ультрафиолета, разлагая метан и аммиак, вызывая накопление углекислого газа и азота. Земля весь этот период была укрыта темными плотными облаками, пропускавшими мало света, и подсвечивалась яркими разрядами молний.

 

Медленное охлаждение Земли и формирование первичной атмосферы помогли появиться и водной оболочке планеты — гидросфере. Установили, что в материале, из которого образовалась Земля, было значительное количество воды. Мы не должны удивляться этому, ведь в настоящее время количество воды, которая в связанном виде хранится в земной мантии, столь велико, что значительно превышает объем всех океанов и морей планеты. Поэтому, что касается гидросферы, нетрудно понять, что она образовалась из атмосферы, содержавшей большое количество водяного пара, поступавшего из вулканов. Водяной пар конденсировался и выпадал в виде дождя. При стоке дождевой воды формировались озера. Озера росли, сливаясь друг с другом, образуя океан. Уровень первичного океана был еще очень небольшим и составлял менее 10% от современного. По мере остывания планеты углекислый газ в значительных количествах растворялся в водах океана, увеличивая его кислотность и ослабляя парниковый эффект. В результате этих процессов океан был кислым, а не соленым как в настоящее время.

Описанная схема формирования первичной атмосферы и гидросферы выглядит последовательной и логичной, но никто из ученых конечно же не мог непосредственно наблюдать за теми процессами, которые протекали около 4 млрд. лет назад. Вот почему мы имеем дело с гипотезами, основанными на косвенных данных. В них пока еще немало противоречий и загадок. Да, дорогой читатель, наука знает ещё очень немного про первый период земной эволюции.