Читать книгу "Происхождение всего. От Большого взрыва до человеческой цивилизации - Дэвид Берковичи"

В общей сложности около 4 трлн т углерода связано в виде ископаемого топлива, что вдвое больше, чем масса углерода всей сегодняшней биосферы (считая живую и мертвую биомассу). Однако из всего органического вещества, синтезированного под действием атмосферного кислорода, бóльшая его часть, т. е. около 15 квадрлн т углерода, что примерно в 4000 раз больше, чем в ископаемом топливе, находится в коре, не трансформировавшись в ископаемое топливо, причем залегает так, что извлечь или использовать его слишком трудно. Эти органические полимеры обычно называют керогеном. Сам по себе кероген служит одним из основных резервуаров углерода Земли, но осознайте его размеры: он на четверть больше резервуара неорганического углерода, хранящегося в виде карбонатов на дне океанов и на континентах! Карбонаты и кероген вместе уже поглотили почти весь изначальный углекислый газ Земли, который когда‑то был в атмосфере, и таким образом они помогают нашему климату не стать похожим на климат Венеры. Запасы керогена настолько огромны, что, когда лишь незначительная его часть попадает в подходящие условия температуры и давления, он вновь становится гигантским источником ископаемого топлива.

В конце концов, формы углерода и углеводорода в ископаемом топливе служат даже лучшим источником энергии, чем сахара, поскольку они лишены кислорода, и, следовательно, все их вещество может вступать в реакцию с кислородом. В некотором смысле ископаемые виды топлива представляют собой не только сбереженную солнечную энергию, захваченную благодаря фотосинтезу, но и геотермальную энергию, затраченную на восстановление сахаров до бескислородного состояния. Даже без учета докембрийской биомассы за сотни миллионов лет на Земле накопились триллионы тонн энергии, доступной для потребления. Наличие этого дешевого, концентрированного и транспортабельного источника накопленной энергии изменило человеческую цивилизацию и породило бесчисленное количество технологических и социальных достижений. Но получается, что крайняя полезность этого ресурса вынуждает нас сжигать его поразительными темпами. За несколько десятилетий человечество израсходовало углерод, накопленный за миллионы и миллионы лет, и этот процесс стал оказывать влияние на климат и благоприятную для жизни окружающую среду, т. е. среду, пригодную для человека.

8. Человек и цивилизации

Эволюция человека началась через сотни миллионов лет после возникновения многоклеточных организмов. Мне не удастся уделить в этой книге достойного внимания всем формам жизни, возникшим в промежутке между появлением многоклеточных и человека, в частности всеобщим любимцам динозаврам. Однако вкратце отмечу, что наши предки‑млекопитающие жили еще во времена динозавров. Они были маленькими, похожими на грызунов существами и занимали экологические ниши, не занятые доминировавшими видами – динозаврами (например, ведя ночной образ жизни и обитая под землей). Примерно 65 млн лет назад, после падения астероида на полуостров Юкатан и вымирания динозавров, млекопитающие смогли занять больше ниш, выросли в размерах и стали значительно более разнообразными. Самое крупное млекопитающее, известное как индрикотерий или балухитерий («зверь из Белуджистана»), обитало более 20 млн лет назад в Центральной Азии. Это был древний безрогий родственник носорога, однако намного крупнее современных носорогов и с длинной шеей, напоминавший брахиозавра или нынешнего жирафа.

Некоторые более мелкие млекопитающие, которые жили в одно время с динозаврами, уже давно заняли особую нишу на деревьях, служивших убежищем от крупных животных. В кронах деревьев и навесах тропических лесов были уникальные источники питания – листья, фрукты и насекомые. Похожая на грызуна тупайя, вероятно, была общим предком всех приматов, которые впервые возникли примерно в то время, когда вымерли динозавры, а может, и раньше. Первые приматы отличались цепкими пальцами рук и ног, уникальным элементом скелета глазниц и склонностью к питанию фруктами. Типичные приматы эволюционировали и обитали в Африке, Восточной Азии, Северной и Южной Америке до тех пор, пока около 30 млн лет назад от хвостатых обезьян (бабуин, лемур, макака‑резус и т. д.) не обособились обезьяны бесхвостые.

Среди бесхвостых обезьян около 18 млн лет назад разделились предки гоминид и более мелких обезьян (гиббоновые). От общего ствола в семействе гоминид сначала отделился род (род – надвидовой ранг группы организмов) орангутана, затем гориллы и, наконец, шимпанзе и человека, которые разделились около 7 млн лет назад. Этими четырьмя родами представлены ныне живущие человекообразные обезьяны, и в каждом из них, кроме человека, имеется два вида (например, род шимпанзе включает в себя два вида – обыкновенный шимпанзе и карликовый шимпанзе бонобо), из людей же остался только один вид – Homo sapiens, человек разумный, т. е. мы с вами.

Гоминиды или большие человекообразные обезьяны проводят гораздо меньше времени на деревьях по сравнению с их предками. Как следует из названия, они крупнее и в целом разумнее, по крайней мере с нашей точки зрения. Отказ от древесного образа жизни позволил им высвободить руки и пальцы, в результате приматы обрели способность по‑новому вести себя в окружающей среде (например, добывать пищу с помощью палки), что дало им эволюционные преимущества. Тем не менее ни один из этих гоминид не мог подняться на вершину пищевой цепи, это удалось только людям.

Благодаря чему же продолжалось эволюционное развитие и видообразование приматов в течение нескольких десятков миллионов лет? Напомним, что в последние 50 млн лет на Земле неуклонно холодает, но, несмотря на общую тенденцию к похолоданию, в промежутке от 30 млн до 15 млн лет назад произошло потепление, появились экваториальные леса в Африке и Азии – подходящая среда для обитателей деревьев. 15 млн лет назад тенденция к похолоданию и засухе возобновилась, что должно было уменьшить площади древесной среды обитания.

Движение литосферных плит также внесло свою лепту в изменение окружающей среды. Дрейф континентов привел к изменению направлений океанских течений и образованию Гималаев (вспомните главу 6), задав общую тенденцию к охлаждению протяженностью в 50 млн лет. Примерно 30 млн лет назад Африканский континент сблизился с Евразией, сузив расположенные между ними древние моря Тетис и Паратетис. Это привело к исчезновению прибрежных тропических экосистем и их смене засушливыми континентальными экосистемами. Тогда же начала открываться Восточно‑Африканская рифтовая долина (и рифт Красного моря), что привело к подъему суши, так как более горячая кора и мантия всплывали на поверхность. Восточная Африка и ныне подвержена рифтогенезу (разрыву коры), что приведет к распаду континента и формированию нового моря через несколько десятков миллионов лет. Подъем суши мог стать причиной похолодания и засухи, однако на большей части Африканского рифта были разнообразные формы рельефа и окружающей среды – от рифтовых долин до конусных вулканов, вроде горы Килиманджаро, а значит, большое разнообразие экологических ниш.