Микроорганизмдер жер кыртышын кантип пайда кылышкан

2024 Автор: Seth Attwood | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2023-12-16 16:10

Тоолор чексиз Монгол талаасынын фонунда өзгөчө таасирдүү көрүнөт. Аягында туруп, ушул кырка тоолорду жыйып койгон жердин эбегейсиз зор кучу женунде ой жугуртууге азгырылат. Бирок чокуга чыгаарда таштак кырларды каптаган жука оюм көздүн жоосун алат. Бул жамгыр суусу тоо кыркаларынын чыныгы куруучулары болгон тоону түзгөн байыркы археоциат губкаларынын көзөнөктүү скелеттерин бир аз дат басып калган.

Чоң курулуштун кичинекей гиганттары

Бир жолу, жарым миллиард жыл мурун, алар жанар тоо аралынын жаркыраган рифи катары жылуу деңиздин түбүнөн көтөрүлүшкөн. Ал ысык күлдүн калың катмары менен капталган өлдү - кээ бир археоциаттар күйүп кеткен, тоңуп калган туфтун ичинде көңдөйлөр сакталып калган.

Бирок тирүү кезинде чогуу чоңоюп, деңиз цементинин катмарлары менен аскага «тоңуп» калган көптөгөн скелеттер деңиз эчак жок болуп кеткен учурда да кадимки жеринде калууда. Ар бир мындай скелет кичинекей манжадан кичине. Ал жакта канча?

Кичинекей радиолярийлердин скелеттери тоо кыркаларынын кремнийлүү тектерин түзөт.

Жапыз тоонун көлөмүн эсептеп, анын курулушуна 30 миллиардга жакын губка катышканын эсептей алабыз. Бул өтө эле бааланбаган көрсөткүч: көптөгөн скелеттер көптөн бери порошок болуп сүрүлүп, башкалары чөкмөлөрдүн коргоочу катмарлары менен жабылганга үлгүрбөй, толугу менен эрип кеткен. Ал эми бул бир гана тоо, ал эми Монголиянын батышында бүт кырка тоо бар.

Кичинекей губкалар мынчалык чоң "долбоорду" канча убакытта бүтүрүштү?

Ал эми бул жерде дагы бир аска жакын, кичирээк, ак эмес, акиташ, кызыл-боз. Ал темир кошулмаларынын кычкылдануусунан дат баскан, кремнийлүү сланецтин жука катмарларынан түзүлөт. Бир убакта бул тоолор деңиз түбү болгон, эгер сиз катмарлар боюнча туура бөлүнсөңүз (катуу, бирок кылдаттык менен урсаңыз), анда ачылган бетинде 3-5 ммлик сансыз ийнелерди жана кресттерди көрө аласыз.

Булар деңиз губкаларынын калдыктары, бирок археоциаттардын бүт акиташ скелетинен айырмаланып, алардын негизи өзүнчө кремний элементтеринен (спикулалар) түзүлөт. Ошондуктан, алар өлүп, майдаланып, түбүн өздөрүнүн "деталдары" менен чачышты.

Ар бир губканын скелети жок дегенде миңдеген "ийнелерден" турган, алардын 100 миңдейи ар бир чарчы метрге чачырап жатат. Жөнөкөй арифметика 20 метрлик катмарды түзүү үчүн канча жаныбар керек болгонун эсептөөгө мүмкүндүк берет. кеминде 200 x 200 м: 800 миллиард Бул биздин айланабыздагы бийиктиктердин бири гана - жана бир нече болжолдуу эсептөөлөр. Бирок алардан организмдер канчалык кичине болсо, алардын жаратуучу күчү ошончолук чоң экени көрүнүп турат: Жердин негизги куруучулары бир клеткалуу.

Бир клеткалуу планктондук балырлардын ачык акиташтуу плиталары – кокколиттер ири коккосферага биригип, майдаланганда бор кенине айланат.

Жерде, сууда жана абада

Белгилүү болгондой, ар бир 1 см³Жазуу борунун курамында планктондук балырлардын кокколитофориддеринин 10 миллиардга жакын майда кальцирдүү катмарлары бар. Монгол деңиздери мезгилинен бир топ кечирээк, мезозой жана азыркы кайнозой доорунда алар Англиянын бор аскаларын, Волга Жигулисин жана башка массивдерди тургузуп, азыркы бардык океандардын түбүн каптаган.

Алардын курулуш иштеринин масштабдары укмуштуудай. Бирок алар анын өз жашоосу планетада жасаган башка өзгөрүүлөргө салыштырмалуу кубарып кетет.

Деңиздердин жана океандардын туздуу даамы хлор менен натрийдин болушу менен аныкталат. Бир дагы элемент деңиз жандыктарына көп санда талап кылынбайт жана алар суудагы эритмеде топтолот. Бирок дээрлик бардыгы – дарыялар аркылуу ишке ашырылып жаткан жана ичегилерден ысык суу булактары аркылуу келгендердин бардыгы – көз ирмемде сиңип кетет. Кремнийди бир клеткалуу диатомдор жана радиолярийлер кооз кабыктары үчүн алышат.

Дээрлик бардык организмдер фосфор, кальций жана, албетте, көмүртекке муктаж. Кызыгы, акиташтуу скелеттин түзүлүшү (кораллдардын же байыркы археоциттердин сыңары) көмүр кычкыл газынын бөлүнүп чыгышы менен ишке ашат, ошондуктан парник эффектиси рифтерди куруунун кошумча продуктусу болуп саналат.

Кокколитофориддер суудагы кальцийди гана эмес, эриген күкүрттү да сиңирип алышат. Ал балырлардын сүзүү жөндөмдүүлүгүн жогорулатып, жарыктанган бетке жакын турууга мүмкүндүк берүүчү органикалык бирикмелердин синтези үчүн талап кылынат.

Бул клеткалар өлүп калганда, органикалык заттар ыдырайт, ал эми учуучу күкүрт кошулмалары суу менен кошо бууланып, булуттарды пайда кылуу үчүн урук катары кызмат кылат. Бир литр деңиз суусунда 200 миллионго чейин кокколитофориддер болушу мүмкүн жана жыл сайын бул бир клеткалуу организмдер атмосфераны 15,5 миллион тоннага чейин күкүрт менен камсыздайт - бул кургактагы вулкандардан дээрлик эки эсе көп.

Күн Жерге планетанын ичегисинен 100 миллион эсе көп энергия берүүгө жөндөмдүү (3400 Вт/м).² каршы 0,00009 Вт / м²). Фотосинтездин аркасында жашоо бул ресурстарды колдонуп, геологиялык процесстердин мүмкүнчүлүктөрүнөн ашкан күчкө ээ болот. Албетте, күндүн ысыгынын көп бөлүгү жөн эле тарап кетет. Бирок баары бир, тирүү организмдер чыгарган энергия агымы геологиялык караганда 30 эсе жогору. Жашоо планетаны кеминде 4 миллиард жыл башкарып келет.

Түпкү алтын кээде баалуу металлдын өзүнөн да баалуу болгон кызыктай кристаллдарды пайда кылат.

Жарыктын күчтөрү, караңгылыктын күчтөрү

Тирүү организмдер болбосо, көптөгөн чөкмө тектер такыр пайда болмок эмес. Айдагы (150 түр), Марстагы (500) жана биздин планетадагы (5000ден ашык) минералдардын ар түрдүүлүгүн салыштырган минералолог Роберт Хазен миңдеген жер үстүндөгү минералдардын пайда болушу түздөн-түз же кыйыр түрдө анын активдүүлүгүнө байланыштуу деген тыянакка келген. биосфера. Суу объекттеринин түбүндө чогулган чөкмө тектер.

Тереңдикке чөгүп, миллиондогон жана жүздөгөн миллиондогон жылдар бою организмдердин калдыктары тоо кыркалары түрүндө жер бетине сүрүлүп чыга турган күчтүү кендерди пайда кылышкан. Бул эбегейсиз зор тектоникалык плиталардын кыймылына жана кагылышына байланыштуу. Бирок тектоника өзү тоо тектерин кандайдыр бир “караңгы” жана “жарык материяга” бөлбөсө мүмкүн болмок эмес.

Биринчиси, мисалы, базальттар менен берилген, мында кара түстөгү минералдар – пироксендер, оливиндер, негизги плагиоклаздар, ал эми элементтердин арасында – магний жана темир басымдуулук кылат. Акыркылары, мисалы, граниттер, ачык түстөгү минералдардан - кварцтан, калийлүү талаа шпаларынан, темирге, алюминийге жана кремнийге бай альбит плагиоклаздарынан турат.

Караңгы тектер ачык тектерге караганда тыгызыраак (орто эсеп менен 2,9 г/см³ каршы 2,5-2,7 г / см³) жана океандык плиталарды түзөт. Тыгыздыгы азыраак, "жеңил" континенттик плиталар менен кагылышып жатканда, океандык плиталар алардын астына чөгүп, планетанын ичегисинде эрийт.

Темир рудаларынын жаркыраган тилкелери кара кремнийлүү жана кызыл ферругиндүү катмарлардын мезгилдик кезектешип турушун чагылдырат.

Эң байыркы минералдар анын биринчи пайда болгон "караңгы зат" экенин көрсөтүп турат. Бирок бул жыш таштар плиталарды кыймылга келтириш үчүн өзүнө батып кете алган эмес. Бул үчүн Марстын жана Айдын кыймылсыз кыртышында жетишсиз болгон "жаркыраган жагы" - минералдар талап кылынган.

Роберт Хазен жер бетиндеги тирүү организмдердин кээ бир тоо тектерин башкасына айлантып, акыры плиталардын «жеңил материясынын» топтолушуна алып келген деп бекеринен эсептебейт. Албетте, бул жандыктар – көбүнчө бир клеткалуу актиномицеттер жана башка бактериялар – өздөрүнө мындай супер милдетти коюшкан эмес. Алардын максаты, мурдагыдай эле, тамак-аш табуу болчу.

Океандардын кара металлургиясы

Чынында, жанар тоодон атылып чыккан базальт айнеги 17% темирден турат жана анын ар бир куб метри 25 квадриллион темир бактериясын азыктандырууга жөндөмдүү. бери дегенде 1,9 миллиард жыл бар, алар билгичтик менен жаңы чопо минералдары менен толтурулган "наношет" кылып базальт кайра (акыркы жылдары, мындай механизм чопо минералдардын биогендик фабрика катары таанылган). Мындай текти эрүү үчүн ичегилерге жөнөткөндө андан жаңы, «жеңил» минералдар пайда болот.

Балким, бактериялар жана темир рудаларынын продуктусу. Алардын жарымынан көбү 2, 6 жана 1,85 миллиард жыл мурун пайда болгон, ал эми Курск магниттик аномалиясында гана 55 миллиард тоннага жакын темир бар. Жашоосуз, алар эптеп топтоло алмак эмес: океанда эриген темирдин кычкылданышы жана жаан-чачыны үчүн эркин кычкылтек талап кылынат, анын керектүү көлөмдө пайда болушу фотосинтездин эсебинен гана мүмкүн болот.

Acidovorax бактериялары жашыл даттын пайда болушуна түрткү берет - темир гидроксиди.

Жашоо темирди жана караңгы, кычкылтексиз тереңдикте "иштеп чыгууну" ишке ашыра алат. Бул металлдын атомдору, суу астындагы булактар тарабынан ташылып, темир темирди кычкылдандырып, темир темирди пайда кылуучу бактериялар тарабынан кармалып, түбүнө жашыл дат басып калат.

Мындан бир нече миллиард жыл мурун, планетада кычкылтек өтө аз болгон кезде, бул бардык жерде болгон жана бүгүнкү күндө бул бактериялардын активдүүлүгүн кээ бир кычкылтексиз суу объектилеринде көрүүгө болот.

Баалуу микробдор

Кычкылтекке муктаж болбогон анаэробдук бактериялар катышпаса, алтындын ири кендери пайда болмок эмес. Баалуу металлдын негизги кендери (анын ичинде Африканын түштүгүндөгү Витватерсранд, чалгындалган запасы 81 миң тоннага жакын) мындан 3, 8-2, 5 миллиард жыл мурун пайда болгон.

Салт боюнча, жергиликтүү алтын рудалары алтын бөлүкчөлөрүнүн дарыялар менен ташылышы жана жуулушу менен пайда болгон деп эсептелген. Бирок, Витватерсранд алтынын изилдөө такыр башка көрүнүштү ачып берет: металлды байыркы бактериялар «казып алышкан».

Дитер Халбауэр 1978-жылы таза алтындын бөлүкчөлөрү менен курчалган кызыктай көмүртек мамыларын сүрөттөгөн. Узак убакыт бою анын ачылышы кендин үлгүлөрүн микроскопиялык жана изотоптук анализдөө, азыркы микробдордун колониялары боюнча руданын пайда болушун моделдөө жана башка эсептөөлөр геологдун тууралыгын тастыктамайынча көп көңүл бурган эмес.

Сыягы, болжол менен 2,6 миллиард жыл мурун, жанар тоолор атмосфераны күкүрттүү суутек, күкүрт кислотасы жана күкүрт кычкыл газы менен суунун буусу менен каныктырганда, кислота жамгырлары чачылган алтыны бар тоо тектерди жууп, эритмелерди тайыз сууга жеткирген. Бирок баалуу металлдын өзү ал жерге цианид сыяктуу бардык тирүү жандыктар үчүн эң коркунучтуу кошулмалар түрүндө келген.

Коркунучтун алдын алуу үчүн микробдор сууну “дезинфекциялап”, уулуу алтын туздарын металлорганикалык комплекстерге же ал тургай таза металлга чейин азайтышкан. Жылтыраган бөлүкчөлөр бактериялардын колонияларына жайгашып, көп клеткалуу чынжырчаларды түзүштү, аларды эми сканерлөөчү электрондук микроскоп менен көрүүгө болот. Микробдор азыр да алтынды чөктүрүүсүн улантууда - бул процесс, мисалы, Жаңы Зеландиядагы ысык булактарда өтө жөнөкөй масштабда болсо да байкалат.

Витватерсранд жана, кыязы, ошол эле курактагы башка кендер да кычкылтексиз атмосферада бактериялык жамааттардын тиричилик аракетинин натыйжасы болгон. Кычкылтек доорунун башталышында Курск магниттик аномалиясы жана ага байланыштуу темир кендери пайда болгон. Бирок, мындай масштабдагы кендер пайда болгон эмес жана кайра калыптанып башташы күмөн: атмосферанын, таштардын жана океан сууларынын курамы андан бери көп жолу өзгөргөн.

Бирок бул убакыттын ичинде тирүү организмдердин сансыз муундары да алмашып, алардын ар бири Жердин глобалдык эволюциясына катышууга жетишти. Жердин деңиз губкаларынын калың бадалдары жана дарак сымал ат куйруктары жок болуп кеткен, атүгүл мамонттордун үйүрү да геологияда из калтырып, тарыхта калган. Башка жандыктарга жана биздин планетанын бардык кабыктарында - сууда, абада жана ташта жаңы өзгөрүүлөрдүн мезгили келди.