Глава IV. Первые проявления жизни на Земле; Жизнь имеет земное или внеземное

8.2.3. Возможные космические катастрофы, которые способны уничтожить жизнь на Земле Вначале упомянем о событиях, которые могут коснуться именно Земли.Установлено, что постоянно происходит замедление вращения Земли вокруг своей оси (см. Раздел 2.2). Через пока трудно

ГДЕ И КОГДА НАЧАЛА РАЗВИВАТЬСЯ ЖИЗНЬ НА ЗЕМЛЕ? На вопрос «где» ответить не так трудно. Стоит только вспомнить, что живые существа на 90 процентов состоят из воды. Поэтому ответ напрашивается сам собой: жизнь начала развиваться в воде или в очень влажной среде. Значит, жизнь

Короткая жизнь для человека, но длинная жизнь для человечества Бактерии и люди многим отличаются. Если одно поколение бактерий живет двадцать минут, то между одним поколением человека и следующим проходит много лет. Если человек зарождается за счет слияния яйцеклетки и

Океан живет В жаркой пустыне Сахаре и горячих ключах на Камчатке, на полярных льдах и в условиях вечной мерзлоты, высоко в облаках и в глубине океанов - всюду находятся живые существа.Если мы сопоставим объем заселения живыми существами суши и моря, то увидим, что море

Вместо предисловия.

В настоящем разделе сайта мы ставим задачей довести до наших читателей более подробную информацию о Мировом океане, как об основной части биосферы Земли. Раздел «Мировой океан» содержит сведения о возникновении и эволюции Мирового океана, о его размерах и составных частях, о составе и свойствах морской воды, об особенностях строения океанского дна, об океанских течениях, о жизни в океане, об использовании богатств океана. Читатель сможет убедиться в огромном значении океана для человечества, а также в том, что океан, подобно живому существу, нуждается в защите.

© Владимир Каланов,
"Знания-сила".

1. Общие положения. Происхождение океана.

Земля является единственной планетой Солнечной системы, которая имеет гидросферу. Главной и основной частью гидросферы является Мировой океан. Именно океан придаёт Земле неповторимую красоту и своеобразие. Конечно, находясь на поверхности Земли, человек не может видеть земной шар со стороны и оценить его красоту. Но известно, какой восторг охватывает космонавтов, когда они любуются нашей планетой из ближнего космоса. Даже первый космонавт Земли, Юрий Алексеевич Гагарин, у которого в полёте было очень немного времени, успел увидеть с орбиты и оценить потрясающую красоту нашей планеты.

И красоту эту в определяющей мере создаёт безбрежный Мировой океан, превращая Землю в голубую планету.

Размеры океана огромны. Площадь всей поверхности Земли оценивается в 510 млн.км 2 , из них около 361 млн.км 2 (70,8%) покрыто водой. Но если учесть ледники, которые покрывают 11% суши, то получается, что на Земле покрыты водой не 361, а 380 млн.км 2 , то есть 75% её поверхности.

Подсчитано, что количество воды в океане равно приблизительно 1370 млн.км 3 . Интересно, что объём суши, поднимающейся над уровнем моря, составляет около 111 млн. кубокилометров, то есть в десять с половиной раз меньше, чем объём воды.

Около 4% всей воды планеты приходится на долю озёр, болот, рек, подземных (точнее, внутригрунтовых) вод и атмосферы, а остальная вода заполняет гигантскую чашу под названием Мировой океан.

Откуда же появилось на Земле такое огромное количество воды? Учёные и мыслители веками искали ответ на этот вопрос. В настоящее время в науке официально признана гипотеза дегазации Земли , согласно которой 4 миллиарда лет назад, после остывания земной коры, через трещины в коре и жерла вулканов начался выброс раскалённой магмы с одновременным выходом на поверхность газов, водяных паров и горячей воды. Начало процесса дегазации считается началом геологической истории Земли и началом формирования её гидросферы.

Время начала процесса дегазации, а значит, появления воды на Земле косвенно подтверждается, например, тем, что в самых древних породах земной коры, возраст которых определён в 3,8 млрд.лет, были найдены отпечатки одноклеточных организмов, которые могли существовать только при наличии жидкой воды.

Верхняя мантия подвергалась в течение предположительно первого миллиарда лет существования планеты активному процессу дегазации, когда на поверхность Земли выносились вода и кислые продукты дегазации мантийного вещества. Объем поступавшей из недр Земли воды нарастал от 0 до 1,3 км 3 в год. Около 2,5 млрд.лет назад средняя толщина водного слоя в океане, вероятно, не превышала 2000 метров. Примерно 1,7 млрд.лет назад химический состав океанических вод и земной атмосферы стал близок к современному. Объём воды, поступающей из недр Земли, медленно уменьшался и в настоящее время составляет около 0,25 км 3 в год. Это значит, что процесс дегазации продолжается, что подтверждается всё ещё непрекращающейся вулканической активностью на Земле.

Гипотеза выглядит логичной и вполне научной. В самом деле, не из космоса же поступала вода в древние понижения земной коры. А если позднее, с появлением атмосферы, вода лилась из облаков, то всё равно по происхождению она была земной, так как облака содержали конденсат водяных паров, выходивших из недр Земли.

Некоторые положения этой гипотезы вызывают сомнение. Например, её авторы (В.С. Сафронов, О.Г. Сорохтин и др.) считают, что разогрев недр молодой Земли происходил вследствие падения на её поверхность космических тел, а также частично за счёт радиоактивного распада ядер тяжёлых элементов. По поводу радиоактивного распада тут спорить трудно, но какой же массой должны были обладать гипотетические космические тела, чтобы их удары по поверхности Земли могли разогреть её недра? С другой стороны, зачем разогревать недра, если они изначально были горячие? Но не будем отвлекаться на частности.

Океанологи считают, что круговорот воды на Земле не замкнут , поскольку через рифтовые трещины из недр планеты дополнительно поступает ежегодно 0,25 км 3 воды. Часть воды, поднимаясь в виде паров до верхних слоёв атмосферы, под действием солнечного и космического излучения разлагается на водород и кислород и уходит в космос.

Только что упомянутые рифтовые трещины – это разломы земной коры, возникающие на границах литосферных плит в зонах, где плиты отодвигаются друг от друга. Процесс, при котором литосферные плиты отодвигаются друг от друга, в геологии называют спредингом . Гигантская рифтовая трещина, возникшая в зоне спрединга, например, пересекает почти посредине весь Атлантический океан в меридианальном направлении.

Итак, океан существует на протяжении всей геологической истории Земли . Имеются факты, которые доказывают это утверждение. Например, на юго-западе Гренландии в 70-х годах ХХ века нашли осадочный бурый железняк, возраст которого оценивается в 3,76 млрд.лет. Это значит, что уже тогда, в эпоху катархея, начали образовываться осадочные породы как результат круговорота воды между океаном, атмосферой и сушей.

Примечание: Катархей – геологическая эпоха, следующая сразу после догеологической эры. Длительность катархея оценивается в 800 млн.лет (от 3500 до 2700 млн.лет назад).

Российские вулканологи подсчитали, что при извержении вулкана доля водяных паров составляет около 3% массы изверженных веществ. Выяснилось, что эта величина почти точно соответствует соотношению между массами современной гидросферы (1,46*10 6) и земной коры (4,7*10 7). В этом заключается второе доказательство постоянного наличия гидросферы на земном шаре.

Третьим доказательством извечного и непрерывного существования океана служат находки остатков и отпечатков тел древних живых организмов. Таким образом, жизнь на Земле, ни на мгновение не прерываясь, существует в течение трёх миллиардов лет, и её процветание обеспечивается океаном. Жизнь и зародилась именно в океане как результат длительного взаимодействия разнообразных веществ, растворённых в морской воде. Теперь эта гипотеза является почти общепризнанной. Почему почти? Потому что нужно, чтобы всегда оставалось сомнение. А когда есть сомнение, то есть повод и стимул для дальнейшей работы мысли. Но несомненно одно: эволюция органического мира непосредственно связана с появлением и развитием водной оболочки Земли. Необходимо отметить, что если жизнь в океане зародилась три миллиарда лет назад, то на сушу она вышла только 600 миллионов лет назад.

Верхний стометровой слой океанской воды содержит огромное количество фотосинтезирующих одноклеточных водорослей. Эти мельчайшие организмы вместе с другими растениями, живущими в воде, выделяют кислород и поглощают растворенный в морской воде углекислый газ. Между водой и атмосферой происходит постоянный обмен газами. Это значит, что океан играет важнейшую роль в балансе кислорода и обеспечении жизни на всей планете .

Вряд ли нужно доказывать важнейшее значение океана как источника пищевых ресурсов для человека . В настоящее время в связи с постоянным ростом населения Земли и зачастую неразумным, хищническим использованием человеком биологических ресурсов океана, морской промысел по существу достиг своего предела. Наступило время, когда в морях необходимо не только добывать животных и растения, но и разводить, культивировать многие их виды точно так, как это в течение тысячелетий человек вынужден делать на суше.

Океан хранит в себе огромное количество солей и других минеральных веществ, необходимых человеку . Под дном шельфа и ложа океана находятся залежи угля, нефти и газа, разработка которых уже давно осуществляется во многих странах.

Океан вполне можно рассматривать как колоссальный аккумулятор энергии , которая пока ещё мало используется. Пройдёт не так уж много времени даже в масштабах человеческой жизни, и природные запасы нефти, газа, каменного угля и радиоактивных руд иссякнут. Тогда океан станет главным источником энергии для промышленных и бытовых нужд. Правда, добывать энергию из океана будет значительно труднее, чем просто сжигать в топках газ, уголь и продукты переработки нефти.

Если говорить о значении океана как главного средства транспортных связей между континентами , то следует отметить, что для прокладки морских путей не требуется никаких «дорожных покрытий» или рельсов. Нужны только надёжные транспортные средства для перевозки людей и грузов и соответствующая береговая инфраструктура. И в этом состоит определённое экономическое преимущество морских путей перед сухопутными. Другое дело, что морские путешествия и грузоперевозки значительно более опасны, чем сухопутные. Зато это заставляет учёных и конструкторов постоянно совершенствовать конструкцию и повышать надёжность кораблей не только военного, но и народнохозяйственного назначения.

© Владимир Каланов,
"Знания-сила"

Вода - самое распространенное на Земле вещество. Водная оболочка Земли развивалась вместе с литосферой, атмосферой и живой природой. Почти все процессы на нашей планете протекают при участии воды. Гидросфера состоит из Мирового океана, вод суши и подземных вод. Основная масса воды сосредоточена в океанах.

Мировой океан - голубое зеркало нашей планеты, колыбель жизни на Земле. В нем не только прошлое, но и будущее нашей планеты. Чтобы понять великую роль океана, необходимо знать особенности его природы: свойства водных масс, понимать роль течений, значение взаимодействия океана с атмосферой и сушей. Обо всем этом вы узнаете, изучив эту тему.

§ 9. Воды Мирового океана

1. Что называют гидросферой? Мировым океаном?
2. Что вам уже известно о природе океана?
3. Составьте характеристику карты океанов (план см. в приложении).

Роль океана в жизни Земли. Океан занимает почти 3/4 поверхности нашей планеты (рис. 22). Вода - одно из самых удивительных веществ на Земле, драгоценная жидкость, дар природы нашей планете. В таком количестве, как на Земле, ее нет нигде в Солнечной системе.

Рис. 22. Площадь суши и океана: а) в целом на Земле; б) в Северном полушарии; в) в Южном полушарии

Океан... Трудно представить, как велико его значение в жизни Земли. Облака на небе, дождь и снег, реки и озера, родники - все это частицы океана, лишь временно покинувшие его.

Океан определяет многие черты природы Земли: отдает атмосфере накопленное тепло, питает ее влагой, часть которой переносится на сушу. Он оказывает большое влияние на климат, почву, растительный и животный мир суши. Велика его роль в хозяйственной деятельности человека. Океан - целитель, дающий лекарства и принимающий на свои берега миллионы отдыхающих. Он - источник морепродуктов, многих полезных ископаемых, энергии; он и «кухня погоды», и самая просторная в мире дорога, связывающая материки. Благодаря работе бактерий океан обладает способностью (до определенного предела) самоочищаться, и поэтому многие отходы, образовавшиеся на Земле, уничтожаются в нем.

История человечества неразрывно связана с изучением и освоением океана. Познание его началось в глубокой древности. (Когда? Кем?) Особенно много новых данных получено за последние десятилетия с помощью новейшей техники. Исследования, проведенные на научных судах, собранные автоматическими океанографическими станциями, а также искусственными спутниками Земли, помогли обнаружить вихри в водах океана, глубинные противотечения, доказать существование жизни на больших глубинах. Изучение строения дна океана позволило создать теорию движения литосферных плит.

Происхождение вод Мирового океана. Океан - главный хранитель воды, самого распространенного вещества на Земле, давно поражающего исследователей необычностью своих свойств. Только вода в нормальных земных условиях может находиться в трех состояниях. Это свойство обеспечивает вездесущность воды. Она пронизывает всю географическую оболочку и производит в ней разнообразную работу.

Как же появилась вода на Земле? Окончательно этот «опрос наукой еще не решен. Предполагают, что вода или выделилась сразу при образовании литосферы из верхней мантии, или накапливалась постепенно. Вода и сейчас выделяется из магмы, попадая на поверхность планеты при извержении вулканов, при образовании океанической коры в зонах растяжения литосферных плит. Так будет происходить еще многие миллионы лет. Часть воды поступает на Землю из космоса.

Свойства вод океана. Самые характерные их свойства - соленость и температура - вам уже известны. (Вспомните их основные показатели из курса 6 класса.) Океаническая мода - это слабый раствор, в котором обнаружены почти нес химические вещества. В ней растворены газы, минеральные и органические вещества, образующиеся в результате жизнедеятельности организмов.

Основные изменения солености наблюдаются в поверхностном слое. Соленость вод зависит главным образом от соотношения атмосферных осадков и испарения, которое изменяется в зависимости от географической широты. У экватора соленость около 34%.., близ тропиков - 36%, а в умеренных и полярных широтах - около 33%. Меньше соленость там, где количество осадков превышает испарение, где велик приток речных вод, где тают льды.

Вам известно, что воды океана нагреваются, как и суша, от притока солнечного тепла на его поверхность. Занимая большую площадь, океан получает больше тепла, чем суша. Температура поверхностных вод неодинакова и распределяется в зависимости от широты (рис. 23). В отдельных районах океана эта закономерность нарушается океаническими течениями, а в прибрежных частях - стоком более теплых вод с материков. Температура воды в океане изменяется и с глубиной. Сначала понижение ее очень значительно, а затем оно замедляется. На глубинах более 3-4 тыс. м температура обычно колеблется от +2 до О °С.

Рис. 23. Среднегодовая температура воды на поверхности Мирового океана. Сравните температуру воды на одних и тех же широтах. Объясните полученный результат

Льды в океане. От температуры океанских вод зависит образование льда. Вы уже знаете, что морская вода замерзает при температуре -2 °С. При охлаждении плотность соленой воды увеличивается, верхний слой ее оказывается тяжелее и погружается вниз, а к поверхности поднимаются более теплые слои воды. Такое перемешивание воды препятствует образованию льда. Льды образуются только в арктических и субарктических широтах, где зима долгая и очень холодная. Замерзают и некоторые неглубокие моря, рмеположенные в умеренном поясе. Различают однолетние и многолетние льды. Океанический лед может быть неподвижным, если он связан с сушей, или плавучим, т. е. дрейфующим. В океане встречаются льды, отколовшиеся от ледников суши и спустившиеся в океан, - айсберги (рис. 24).

Рис. 24. Тающие айсберги в океане

Ледовый покров океана оказывает огромное влияние на климат Земли, на жизнь в нем самом. Льды отражают солнечные лучи, охлаждают воздух, способствуют образованию туманов. Они затрудняют судоходство и морские промыслы.

Водные массы. Вода - основной компонент природы океана. Большие объемы воды, образующиеся в определенных частях океана и отличающиеся друг от друга температурой, соленостью, плотностью, прозрачностью, количеством кислорода, наличием определенных живых организмов, называют водными массами. Эти свойства сохраняются на всем пространстве, которое занимает та или и иная водная масса.

В океане различают поверхностные, промежуточные, глубинные, придонные водные массы. В поверхностных модных массах до глубины 200 м выделяют экваториальные. тропические, умеренные и полярные водные массы. Они образуются в результате неравномерного поступления солнечного тепла на разных широтах и влияния атмосферы. В одних и тех же широтах свойства поверхностных водных масс могут различаться, поэтому выделяют еще прибрежные и внутриокеанические массы.

Водные массы активно взаимодействуют с атмосферой: отдают ей тепло и влагу, поглощают из нее углекислый газ, выделяют кислород. Перемешиваясь, они изменяют свои свойства.

1. От чего зависит соленость океанических вод?
2. Каковы различия в температуре воды в океане?
3. В каких районах океана образуются льды? Как они влияют на природу Земли и на хозяйственную деятельность человека?
4. Что называют водной массой? Назовите основные типы водных масс. Какие водные массы выделяют в поверхностном слое океана?

«Урок географии Мировой океан» - Оборудование: Острова- небольшие участки суши,окруженные со всех сторон водой. Во всех океанах есть моря- обособленные островами, полуостровами. Работа с атласами: показать острова. Итог урока. Задание: подпишите на карте название материков. Части Мирового океана. Изучение нового материала. Цели урока:

«Проблемы мирового океана» - Окружающая среда подверглась беспрецедентному за всю историю человечества загрязнению. Цели и задачи программ освоения Мирового океана. Воды Балтийского и Северного морей таят в себе и иную опасность. Мировой океан. Более неясные проблемы могут возникнуть вследствие потепления климата Земли. Операции по затоплению проводились в большой спешке и с серьезными нарушениями норм экологической безопасности.

«Тайны океана» - Золото. Водолазы. Главное богатство - огромные природные ресурсы. Порты. Все дары моря можно использовать на благо человек. На дне океана. Но главные потребители воды – промышленность и хозяйство. Остров Мадагаскар, Индийский Океан. Уровень воды считался одинаковым для всех открытых морей и океанов.

«Мировой океан и его части» - Мексиканский залив. п-ов Сомали. Части мирового океана. Тихий океан. Южная америка. Мировой океан: - океаны - моря - заливы - проливы. Часть береговой линии России. Атлантический океан. О. Гренландия. Мировой океан = все вместе взятые океаны Земли. Средиземное море. Северная америка. Гибралтарский пролив.

«Описание океана» - Не имеет связи с Северным Ледовитым океаном. Самый глубокий океан? Занимает 1/3 планеты. Был освоен в древности арабами. На какие океаны разделен материками Мировой океан? Дайте описание географического положения Северного Ледовитого океана. Северный Ледовитый океан. Один из островов Тихого океана. Самый мелкий океан.

«Изучение Мирового океана» - И вот мы выяснили, что… Нас привлекает океан потому, что: На нашей планете возможна жизнь без света и кислорода. Мы не расстроились… И сразу - наше смелое предположение: Ответили подводники… Книгам Журналам Ресурсам Интернет Рассказам учёных. Океан состоит из воды и мы на 90 процентов состоим из воды.